نسخة الفيديو النصية
يمثل الشكلان الموضحان حدود طبقات سائل لزج، تتحرك بسرعات مختلفة عندما يسري السائل خلال حاوية. أي الشكلين يمثل حدود طبقات السائل الذي يسري عبر حاوية يتحرك فيها الجزء العلوي من الحاوية بالنسبة إلى قاعدة الحاوية؟
في الشكلين (أ) و(ب)، نرى مقطعين عرضيين لطبقات مائع. ونريد أن نختار أي الشكلين يمثل حدود طبقات السائل الذي يسري عبر حاوية يتحرك فيها الجزء العلوي من الحاوية بالنسبة إلى قاعدة الحاوية. لنفترض أن هذا السطح هو الجزء العلوي من الحاوية، وهذا هو قاعدتها. يمكننا أن نتخيل حالة يتحرك فيها الجزء العلوي من الحاوية في حين تظل القاعدة ساكنة. في هذه الحالة، نريد أن نعرف كيف ستستجيب طبقات المائع بين الجزء العلوي والقاعدة. إذا فكرنا في أعلى طبقة من طبقات المائع وأدناها، فإن هاتين الطبقتين ستلتصقان بأجزاء الحاوية الملامسة لهما.
ومن ثم، فإن الطبقة العليا من المائع ستتحرك إلى اليمين بسرعة تساوي تقريبًا سرعة الجزء العلوي للحاوية، في حين أن الطبقة السفلي من السائل ستكون ساكنة. وبين هاتين الطبقتين من السائل، تتحرك الطبقات بحيث تصنع تدرجًا انسيابيًّا للسرعة؛ أي أن سرعات طبقات السائل ستتغير تغيرًا أشبه بكذا. ومن ثم، فإن الحدود، أي هذه الخطوط التي رسمناها التي تفصل طبقات السائل، ستظل كما هي. وهذه الحدود ستكون كلها موجهة في مستوى أفقي لتتوافق مع الحركة النسبية للجزء العلوي للحاوية وقاعدتها. كل هذا يوحي بأن الشكل (أ) يمثل حدود طبقات المائع هذه.
دعونا نفكر للحظة في نوع حركة الحاوية اللازم لتكوين الشكل (ب). لنفترض أن الحاوية عبارة عن صندوق كهذا، لذا فإذا كان الصندوق بأكمله ساكنًا في حين أن السائل يمر عبره، مثلما يمر الماء عبر الأنابيب، أو إذا كانت الحاوية بأكملها تتحرك، فإن الحدود بين طبقات السائل في الحاوية ستبدو كما هو موضح في الشكل (ب). إذن، في الشكل (ب)، نرى حدود طبقات السائل إذا تحركت الحاوية كلها باعتبارها وحدة واحدة، أو إذا ظلت ساكنة باعتبارها وحدة واحدة. لكن في حالتنا الفعلية، الجزء العلوي من الحاوية يتحرك بالنسبة إلى قاعدة الحاوية. إذن، الشكل (أ) بالفعل يمثل حدود طبقات السائل في هذه الحاوية.
