Tarcie a lepkość
Tarcie i lepkość to dwie właściwości materii, które są niezbędne do zrozumienia zachowania materii. Niezbędne jest dobre zrozumienie lepkości i gęstości, aby opisać większość zdarzeń zachodzących w dynamice płynów, statyce płynów, statyce ciał stałych, dynamice ciał stałych i prawie każdym zastosowaniu inżynieryjnym. Zjawiska te są widoczne w codziennym życiu i są naprawdę łatwe do zrozumienia, biorąc pod uwagę właściwe podejście. W tym artykule omówimy czym są tarcie i lepkość, ich definicje, podobieństwa, co powoduje tarcie i lepkość, a na koniec ich różnice.
Lepkość
Lepkość jest definiowana jako miara odporności płynu, który jest odkształcany przez naprężenie ścinające lub naprężenie rozciągające. Mówiąc bardziej potocznie, lepkość to „tarcie wewnętrzne” płynu. Jest również określany jako grubość płynu. Lepkość to po prostu tarcie między dwiema warstwami płynu, gdy dwie warstwy poruszają się względem siebie. Sir Isaac Newton był pionierem w mechanice płynów. Postulował, że dla płynu newtonowskiego naprężenie ścinające między warstwami jest proporcjonalne do gradientu prędkości w kierunku prostopadłym do warstw. Stosowana tutaj stała proporcjonalna (współczynnik proporcjonalności) to lepkość płynu. Lepkość jest zwykle oznaczana grecką literą „µ”. Lepkość płynu można zmierzyć za pomocą lepkościomierzy i reometrów. Jednostkami lepkości są paskalosekundy (lub Nm-2s). System cgs wykorzystuje jednostkę „poise”, nazwaną na cześć Jean Louis Marie Poiseuille, do pomiaru lepkości. Lepkość płynu można również zmierzyć kilkoma eksperymentami. Lepkość płynu zależy od temperatury. Lepkość spada wraz ze wzrostem temperatury.
τ=μ (∂u / ∂y)
Równania i modele lepkości są bardzo złożone dla płynów nienewtonowskich. Widać wyraźnie, że lepkość zawsze działa w kierunku przeciwnym do przepływu cieczy. Siły lepkości rozkładają się w całej objętości cieczy w danych warunkach dynamicznych.
Tarcia
Tarcie jest prawdopodobnie najczęstszą siłą oporu, której doświadczamy każdego dnia. Tarcie jest spowodowane kontaktem dwóch szorstkich powierzchni. Tarcie ma pięć trybów; tarcie suche, które występuje między dwoma ciałami stałymi, tarcie płynne, które jest również znane jako lepkość, tarcie smarowane, w którym dwa ciała stałe są oddzielone warstwą cieczy, tarcie powierzchniowe, które przeciwstawia się poruszającemu się ciału stałemu w cieczy, oraz tarcie wewnętrzne, które powoduje wewnętrzne składniki ciała stałego powodujące tarcie. Jednak termin „tarcie” jest najczęściej używany zamiast tarcia suchego. Jest to spowodowane szorstkimi mikroskopijnymi wgłębieniami na każdej z powierzchni, które pasują do siebie i nie pozwalają się poruszać. Tarcie suche między dwiema powierzchniami zależy od współczynnika tarcia i siły reakcji normalnej do płaszczyzny działającej na obiekt. Maksymalne tarcie statyczne między dwiema powierzchniami jest nieco wyższe niż tarcie dynamiczne.
Jaka jest różnica między tarciem a lepkością?
• Lepkość jest w rzeczywistości podkategorią tarcia, jednak tarcie suche występuje tylko między dwiema stałymi powierzchniami, podczas gdy lepkość występuje w płynach między dwiema warstwami cieczy.
• Warunki dynamiczne i statyczne są definiowane oddzielnie dla tarcia suchego. W przypadku lepkości nie ma warunków statycznych, ponieważ cząsteczki cieczy są zawsze ruchome.
