Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба зуурамтгай чанар
Зуурамтгай чанар ба гадаргуугийн хурцадмал байдал нь шингэний механик ба статиктай холбоотой маш чухал хоёр үзэгдэл юм. Эдгээр үзэгдлийн үр дагавар нь гидродинамик, аэродинамик, тэр байтугай нисэх зэрэг салбаруудад нөлөөлдөг. Ийм салбарт амжилт гаргахын тулд эдгээр үзэгдлийн талаар сайн мэдлэгтэй байх нь амин чухал юм. Энэ нийтлэл нь зуурамтгай чанар ба гадаргуугийн хурцадмал байдлыг харьцуулж, энэ хоёрын ялгааг харуулах болно.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал гэж юу вэ?
Нэг төрлийн шингэнийг авч үзье. Шингэний төв хэсгүүдийн молекул бүр нь түүнийг тал бүр рүү татах яг ижил хэмжээний хүчтэй байх болно. Эргэн тойрон дахь молекулууд төв молекулыг бүх чиглэлд жигд татдаг. Одоо гадаргуугийн молекулыг авч үзье. Түүнд зөвхөн шингэн рүү чиглэсэн хүч л байдаг. Агаар-шингэний наалдамхай хүч нь шингэн-шингэний наалдамхай хүчнээс бараг хүчтэй биш юм. Тиймээс гадаргуугийн молекулууд шингэний төв рүү татагдаж, молекулуудын давхарга үүсгэдэг. Энэ молекулын гадаргуугийн давхарга нь шингэн дээр нимгэн хальс шиг ажилладаг. Хэрэв бид усны довтлогчийн бодит жишээг авч үзвэл, энэ нимгэн хальсыг ашиглан усны гадаргуу дээр өөрийгөө байрлуулдаг. Энэ давхарга дээр гулсдаг. Хэрэв энэ давхаргад зориулагдаагүй бол тэр даруй живэх болно. Гадаргуу дээр татсан нэгж урттай шугамд перпендикуляр гадаргуутай параллель хүчийг гадаргуугийн хурцадмал байдал гэж тодорхойлдог. Гадаргуугийн хурцадмал байдлын нэгж нь Nm-1 Гадаргуугийн хурцадмал байдлыг мөн нэгж талбайд ногдох энерги гэж тодорхойлдог. Энэ нь мөн гадаргуугийн хурцадмал байдлын шинэ нэгжийг өгдөг Jm-2 Хоёр холилдохгүй шингэний хооронд үүсдэг гадаргуугийн хурцадмал байдлыг гадаргуугийн хурцадмал байдал гэж нэрлэдэг.
Наалдамхай чанар гэж юу вэ?
Зуурамтгай чанар нь шилжилтийн ачаалал эсвэл суналтын дарамтаас болж хэв гажиж буй шингэний эсэргүүцлийн хэмжүүрээр тодорхойлогддог. Илүү нийтлэг үгээр хэлбэл, зуурамтгай чанар нь шингэний "дотоод үрэлт" юм. Үүнийг мөн шингэний зузаан гэж нэрлэдэг. Зуурамтгай чанар нь шингэний хоёр давхаргын хоорондох үрэлт бөгөөд хоёр давхарга нь хоорондоо харьцангуйгаар хөдөлдөг. Сэр Исаак Ньютон шингэний механикийн анхдагч байсан. Тэрээр Ньютоны шингэний хувьд давхаргуудын хоорондох шилжилтийн хүчдэл нь давхрагад перпендикуляр чиглэлд хурдны градиенттай пропорциональ байна гэж тэр таамагласан. Энд ашигласан пропорциональ тогтмол (пропорциональ коэффициент) нь шингэний зуурамтгай чанар юм. Зуурамтгай чанарыг ихэвчлэн Грек үсгээр "µ" гэж тэмдэглэдэг. Шингэний зуурамтгай чанарыг вискозиметр ба реометр ашиглан хэмжиж болно. Зуурамтгай байдлын нэгж нь Паскал-секунд (эсвэл Nm-2s). cgs систем нь зуурамтгай чанарыг хэмжихийн тулд Жан Луи Мари Пуазейлийн нэрэмжит "poise" нэгжийг ашигладаг. Шингэний зуурамтгай чанарыг мөн хэд хэдэн туршилтаар хэмжиж болно. Шингэний зуурамтгай чанар нь температураас хамаарна. Температур нэмэгдэх тусам зуурамтгай чанар буурна.
τ=μ ∂u/∂y
Зуурамтгай байдлын тэгшитгэл ба загварууд нь Ньютоны бус шингэний хувьд маш нарийн төвөгтэй байдаг.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба зуурамтгай чанар юугаараа ялгаатай вэ?
• Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь молекул хоорондын тэнцвэргүй хүчний улмаас шингэнд үүсдэг, харин зуурамтгай чанар нь хөдөлж буй молекулуудын хүчнээс болж үүсдэг үзэгдэл гэж үзэж болно.
• Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь хөдөлгөөнт болон хөдөлгөөнгүй шингэний аль алинд нь байдаг боловч зуурамтгай чанар нь зөвхөн хөдөлгөөнт шингэнд илэрдэг.
