【什么是牛顿内摩擦定律】牛顿内摩擦定律是流体力学中一个重要的基础理论,用于描述流体在层流状态下内部的剪切应力与速度梯度之间的关系。该定律由英国科学家艾萨克·牛顿提出,因此得名。它适用于牛顿流体,即其粘度不随剪切速率变化的流体。
一、
牛顿内摩擦定律指出,在层流流动条件下,流体内部相邻层之间产生的剪切应力(τ)与速度梯度(du/dy)成正比。比例常数为流体的粘度(η)。公式表示为:
τ = η · (du/dy)
其中:
- τ 表示剪切应力;
- η 表示流体的粘度;
- du/dy 表示速度梯度,即速度随垂直方向的变化率。
该定律适用于牛顿流体,如水、空气等;而非牛顿流体(如泥浆、血液等)则不符合这一线性关系。
二、表格对比
| 项目 | 内容 |
| 名称 | 牛顿内摩擦定律 |
| 提出者 | 艾萨克·牛顿 |
| 适用对象 | 牛顿流体(如水、空气等) |
| 核心内容 | 剪切应力与速度梯度成正比 |
| 数学表达式 | τ = η · (du/dy) |
| 关键参数 | 剪切应力(τ)、粘度(η)、速度梯度(du/dy) |
| 应用领域 | 流体力学、工程设计、流体输送系统 |
| 非牛顿流体是否适用 | 不适用,因粘度会随剪切速率变化 |
三、简要说明
牛顿内摩擦定律是理解流体行为的基础之一,尤其在工程和物理研究中具有广泛的应用价值。通过该定律,可以预测流体在管道或设备中的流动特性,从而优化设计和提高效率。对于非牛顿流体,则需要采用更复杂的模型进行分析。


