Skysčių dinamika prieš skysčių mechaniką
Skysčių dinamika ir skysčių mechanika yra dvi labai svarbios fizikos studijų sritys. Šios sritys yra labai svarbios, kai kalbama apie tokius dalykus kaip aeronautikos inžinerija, laivybos inžinerija, civilinė ir karo inžinerija bei įvairios kitos sritys. Skysčių mechanika ir skysčių dinamika gali būti laikomos visiškai nauja klasikinės mechanikos sritimi, kurioje tikimybė ir termodinamika vaidina labai svarbų vaidmenį. Norint visiškai suprasti skysčių mechanikos ir skysčių dinamikos aspektus, reikia gerai išmanyti energijos taupymą, vektorinius laukus ir net statistinę termodinamiką. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra skysčių mechanika ir skysčių dinamika, jų pagrindinius principus, panašumus, pritaikymą ir galiausiai skirtumus.
Skysčių mechanika
Skystis apibrėžiamas kaip dujos arba skystis. Skysčių mechanika yra skysčių ir dujų elgsenos tyrimas. Tiksliau apibrėžta skysčių mechanika yra skysčių ir juos veikiančių jėgų tyrimas. Skysčių mechanika turi tris pagrindines sritis. Tai yra skysčių statika, tirianti skysčius ramybės būsenoje, skysčių kinematika, tirianti skysčių judėjimą, ir skysčių dinamika, tirianti jėgų poveikį skysčio judėjimui. Tačiau, kaip žinome, skysčiai ir dujos neturi pastovios būsenos. Visada vyksta atsitiktinis judėjimas dėl dujų ir skysčių šiluminio maišymo. Tačiau dujų šiluminis maišymas yra didesnis nei skysčių. Vienas iš skysčių mechanikos įkūrėjų buvo Archimedas. Jo garsusis plūdrumo principas buvo vienas iš pirmųjų skysčių mechanikos principų. Vėliau garsūs mokslininkai, tokie kaip Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaacas Newtonas, Blaise'as Pascalis, Danielis Bernoulli ir žinomi matematikai, tokie kaip Euleris, d'Alembertas, Lagranžas, Puasonas ir Laplasas, svariai prisidėjo prie skysčių mechanikos studijų. Vėliau klampumo sritį sukūrė Poiseuille, Hagen, Navier ir Stokes.
Skysčio dinamika
Skysčių dinamika yra skysčių mechanikos dalis. Skysčių dinamika tiria jėgų poveikį skysčio judėjimui. Žymiausios skysčių dinamikos lygtys yra Bernoulli lygtis, kurią pasiūlė Danielis Bernoulli. Jis apibrėžiamas nesuspaudžiamam, netvirtam skysčiui, esant pastoviam ir neramiam srautui. Tokiam skysčiui hidrostatinio slėgio, tūrio vieneto kinetinės energijos ir tūrio vieneto potencialios energijos suma yra pastovi. Tai gali būti taikoma bet kuriai savavališkai skysčio srauto linijai. Tačiau iš tikrųjų skysčiai nepaklūsta šiai lygčiai, nes jie yra suspaudžiami ir klampūs. Kitos svarbios skysčių dinamikos lygtys yra Navier-Stokes lygtys ir Reinoldso transporto teorema. Tai iš esmės yra masės išsaugojimas, energijos taupymas ir impulso išsaugojimas įvairiomis formomis. Svarbus skysčių dinamikos aspektas yra aerodinamika. Lėktuvai naudoja Bernulio teoremą, kad sukurtų slėgio skirtumą tarp sparnų aukštyn ir žemyn. Tai leidžia skraidyti. Hidrodinamika taip pat vaidina svarbų vaidmenį kasdieniame gyvenime.
Kuo skiriasi skysčių mechanika ir skysčių dinamika?
• Skysčių mechanika tiria skysčius statinėje arba dinaminėje būsenoje.
• Skysčių dinamika yra skysčių mechanikos poskyris. Jis tiria tik jėgų poveikį judantiems skysčiams.
