Apa itu Kekentalan Newton? — Fisika

Definisi 4.1 Fisika Universitas — Tahun 2 · Bab 4 — Aliran Kental

Dalam aliran geser bidang $\vect v = v_x(y)\,\vect e_x$ , fluida di atas permukaan $y =$ tetap mengerahkan pada fluida di bawahnya (lewat unsur permukaan $\dd S$ ) gaya tangensial

\dd\vect F = \eta\,\frac{\dd v_x}{\dd y}\,\dd S\;\vect e_x ,

yang menyeret lapisan yang lebih lambat ke depan dan sebaliknya terseret ke belakang. Yang disebut tegangan geser adalah $\tau = \eta\,\dd v_x/\dd y$ ; koefisien $\eta$ (satuan $\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ ) adalah kekentalan dinamik fluidanya, dan $\nu = \eta/\rho$ ( $\mathrm{m}^{2}/\mathrm{s}$ ) kekentalan kinematiknya. Fluida yang $\eta$ -nya tidak bergantung pada laju gesernya bersifat Newton: air, udara, minyak, alkohol; darah, cat, saus tomat dan lelehan polimer tidak. Orde besarnya pada $20{}^{\circ}\mathrm{C}$ : udara $\eta = 1.8 \times 10^{-5}\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ ( $\nu = 1.5 \times 10^{-5}\,\mathrm{m}^{2}/\mathrm{s}$ ), air $1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ ( $\nu = 1.0 \times 10^{-6}\,\mathrm{m}^{2}/\mathrm{s}$ ), minyak zaitun $0.08\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ , gliserol $1.5\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ , madu $\sim10\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ . Zat cair menjadi lebih encer ketika dipanaskan, gas menjadi lebih kental.

Kiri: aliran Couette bidang antara pelat tetap dan pelat yang bergerak dengan U — profil linear, tegangan geser yang sama pada setiap lapisan. Kanan: gaya kental pada sebuah lempeng fluida; keduanya saling meniadakan kecuali jika profil kecepatannya melengkung. — Kiri: aliran Couette bidang antara pelat tetap dan pelat yang bergerak dengan $U$ — profil linear, tegangan geser yang sama pada setiap lapisan. Kanan: gaya kental pada sebuah lempeng fluida; keduanya saling meniadakan kecuali jika profil kecepatannya melengkung.

Contoh

Contoh 4.4 (Tegangan geser di atas meja)

Selaput minyak $0.1\,\mathrm{mm}$ ( $\eta = 0.1\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ ) antara sebuah pelat dan sebuah meja, dengan pelatnya meluncur pada $1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ : $\tau = \eta U/h = 1\,\mathrm{kPa}$ , yaitu gaya $100\,\mathrm{N}$ pada sepersepuluh meter persegi — asas bantalan berpelumas, tempat seretan kental menggantikan gesekan kering yang seratus kali lebih besar. Madu pada sendok, $10\,\mathrm{Pa}\,\mathrm{s}$ , setebal $1\,\mathrm{mm}$ , yang meniris pada $1\,\mathrm{mm}/\mathrm{s}$ : $\tau = 10\,\mathrm{Pa}$ , tepat berat madu setebal satu milimeter tiap satuan luas — itulah sebabnya ia meniris pada kelajuan itu.

Baca dalam konteks →