В'ЯЗКІСТЬ, В'ЯЗКІ ТІЛА

При силовому впливі на деякі тіла їх деформація здійснюється в результаті зсуву шарів один щодо одного. Такі зсувні деформації найбільше часто спостерігаються в рідких середовищах, однак у певних умовах (при досить великих внутрішніх напруженнях) тверді тіла поводяться аналогічно рідинам. При деформаціях зсуву міжмолекулярні взаємодії створюють внутрішні напруження, які перешкоджають зміні форми об'єкта. Величина діючої внутрішньої сили F була визначена Ньютоном у вигляді співвідношення:

F = hS(dv/dy)

Рис. 34

Тут позначене: h - коефіцієнт в'язкості, S- площа дотичних шарів, dv/dy - називається градієнтом швидкості або швидкістю зрушення (dv - різниця швидкостей зсуву поряд розташованих шарів, що відстоять друг від друга на відстань dy. (рис. 34).

Поділимо обидві частини останнього співвідношення на площу поверхні S і позначимо швидкість зрушення dV/dy = e'. Відношення F/S= sc називається напругою зрушення й характеризує опір матеріалу деформації зрушення. З урахуванням уведених позначень рівняння Ньютона має вигляд: sc = h e'. Із цього співвідношення випливає фізичний зміст коефіцієнта в'язкості: h = sy / e' - він визначає внутрішнє напруження при деформації зсуву, коли швидкість зрушення e' = 1.

Рис. 35

Слід звернути увагу на той важливий факт, що в в'язких тілах, що мають тільки в'язкі властивості, внутрішні напруження залежать від швидкості деформації: чим більше швидкість, тим більше напруга й, отже, опір деформації. Фізичною моделлю закономірності, що описує деформації в'язких тіл служить циліндр, заповнений в'язкою рідиною й поміщений у нього поршень (рис. 35). Переміщення поршня в циліндрі описує деформацію в'язкого тіла, яка залежить від швидкості протікання рідини між поверхнями поршня й стінками циліндра.

Чим більшу в'язкість має рідина, тим більше внутрішнє напруження й, отже, опір руху поршня.