نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي اتجاه سريان مائعين مختلفين يتخطيان عائقًا. توضح الخطوط الحمراء المتقطعة سريان المائع الأول، وتوضح الخطوط السوداء المتصلة سريان المائع الآخر. أي مجموعتي الخطوط توضح اضطراب المائع في بعض المناطق؟ أ: كلتا المجموعتين من الخطوط، ب: الخطوط السوداء المتصلة فقط، ج: الخطوط الحمراء المتقطعة فقط، د: ليس أي من مجموعتي الخطوط.
نحاول هنا التعرف على الاضطراب في سريان مائع ما. دعونا نبدأ بتذكر كيف يمكننا تمثيل بعض خواص سريان الموائع.
إن تمثيل حركة الموائع باستخدام المعادلات عادة ما يكون معقدًا للغاية، ولكن يمكننا التعرف على سريان الموائع من خلال ملاحظة بعض خواصها. إحدى طرق عمل ذلك هي رسم خطوط انسياب لتمثيل حركة الطبقات المختلفة للمائع. وهذا هو ما تمثله هاتان المجموعتان المختلفتان من الخطوط في الشكل المعطى. تساعد هاتان المجموعتان من الخطوط في توضيح حركة مائعين مختلفين. في هذا السؤال، نريد معرفة إذا ما كانت أي من المجموعتين تظهران اضطرابًا في السريان.
دعونا نتذكر أن سريان المائع يكون مضطربًا عند تغير سرعته واتجاهه بوتيرة سريعة. ويكون السريان المضطرب ذا حركة فوضوية، ويتسم بخطوط انسياب غير منتظمة أو منحنية للغاية أو متشابكة معًا. يجب علينا أيضًا تذكر أن السريان المضطرب عكس السريان الطبقي. في السريان الطبقي، تتحرك طبقات المائع معًا بتناغم، وتتمتع بثبات أعلى من حيث الاتجاه والسرعة بعضها بالنسبة إلى بعض. يمكننا ملاحظة ذلك في خطوط الانسياب التي تنحني انحناء طفيفًا وتظل متباعدة بالتساوي.
لاحظ أن هذا يصف النمطين اللذين تظهرهما مجموعتا الخطوط الموضحتان في الشكل. يبدو أن كلًّا من الخطوط الحمراء المتقطعة والخطوط السوداء المتصلة تظهر سريانًا طبقيًّا. وبالطبع، يوجد هذا العائق الكبير في مسار المائع. ولكن حتى مع أن المائع قد أعيد توجيهه فوق العائق، تظل الطبقات متباعدة بالتساوي مع عدم حدوث تغيرات ذات وتيرة سريعة في الاتجاه. ومن ثم، يمكننا القول إن الخيار د هو الإجابة الصحيحة. لا تظهر أي من مجموعتي الخطوط أي مناطق اضطراب في سريان المائع.
