牛頓對流體下手了,為什麽有的東西流動的快,比如水和空氣,有的東西流動慢,油甚至泥沙。


    這裏肯定有一種不同,就是組成這個流體的分子不一樣,才產生了這樣的粘稠程度。


    牛頓畫出各種各樣的元素的形狀,球形、棒子形、方塊形等等很多形狀,來去分析各種各樣形狀組成形狀在許多堆積的時候,流動的狀態。


    到底球形的東西,會不會讓東西的流動變慢?


    按理說球形應該光滑度更高一些,應該是流動最快的了,比如光子。


    水與光的區別在與水傳播的速度有些慢,這是因為水有一定的粘稠度,但光卻沒有粘稠度,也就是光的粘稠度為0。


    隻是還會不會有比球形還要快的形狀?


    水流動很快,但是不是球形分子。空氣流動更快了,也不是球形,主要是氫氣和氧氣的棒子形狀。


    牛頓覺得用本質解釋宏觀無題,需要放大分子的細節。


    在個別形狀,或者是分子的時候,他們之間的運動隻是一些簡單的碰撞,有點邊邊角角也不會有太大影響。


    如果是巨大量的宏觀狀態,分子的邊邊角角的東西就會在宏觀中體現。


    牛頓不想在以這種形式思考下去了,他想來個直接的。


    他隻需要從宏觀角度去直接研究粘稠度。


    1686年英國科學家牛頓給出了表征內摩擦力的黏性定律。


    其中:


    1、內摩擦力正比於流層移動的相對速度;


    2、內摩擦力正比於流層間的接觸麵積;


    3、內摩擦力隨流體的物理性質而改變;


    4、內摩擦力與正壓力無關。


    一切真實流體中,由於分子的擴散或分子間相互吸引的影響,使不同流速的流體之間有動量交換發生,因此,在流體內部兩流層的接觸麵上產生內摩擦力。這種力與作用麵平行,故又稱流動切應力,或粘性力。


    粘性力的方向,對流速大的流體層而言,它與流速方問相反,是阻礙流動的力;相應地,對流速小的流體層而言則是促使其加速的力。粘性力的大小可由牛頓內摩擦定律確定。


    1845年,英國數學家斯托克斯提出了3個假設,將牛頓內摩擦定律推廣到黏性流體的任意流動狀態中。


    1、流體是連續的,它的應力張量是應變率張量的線性函數,與流體的平動和轉動無關。


    2、流體是各向同性的,流體中的應力與應變率的線性關係與坐標係的選擇和位置無關


    3、當流體靜止時,應變率為零,流體中的應力隻有正應力,切應力為零。


    實驗證明上述假設對大多數常見流體是正確的。根據斯托克斯假設,可將應力張量與應變率張量的線性關係表示為:


    在直角坐標係下,廣義牛頓內摩擦定律的分量形式可寫為:


    如果流體的應力與應變率之間不能用廣義牛頓內摩擦定律來描述,則這種流體就稱為非牛頓流體。例如,油漆、泥漿、血液等均屬於非牛頓流體。


    在此牛頓需要思考,是不是通過分子的形狀,而直接思考出粘稠度的大小。

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