فيديو السؤال: التعرف على تركيب طبقات سريان مائع لزج في وعاء أسطواني الفيزياء

يمثل الشكلان الموضحان حدود طبقات سائل لزج تتحرك بسرعات مختلفة عندما يسري السائل عبر أنبوب. أي الشكلين يمثل حدود طبقات السائل؟ (أ) الشكل أ (ب) الشكل ب

٠٢:٤٥

‏نسخة الفيديو النصية

يمثل الشكلان الموضحان حدود طبقات سائل لزج تتحرك بسرعات مختلفة عندما يسري السائل عبر أنبوب. أي الشكلين يمثل حدود طبقات السائل؟

في هذين الشكلين (أ) و(ب)، نرى الحد الخارجي للأنبوب الذي تسري عبره طبقات السائل هذه. وفي الخطوط المتصلة بين هذين الحدين الخارجيين، نرى حدود الطبقات المفترضة للمائع. إذا نظرنا إلى هذين الأنبوبين بحيث تشير نهايتاهما في اتجاه عين الملاحظ، فسيبدو الحدان إلى حد ما هكذا. في الشكل (أ) الحدود بين طبقات السائل دوائر متحدة المركز. لكن في الشكل (ب) يبدو أن المائع يتحرك في طبقات أفقية عبر الأنبوب.

نقطة مهمة يجب إدراكها عن الطبقات المنفصلة في نمط السريان الكلي هي أن الطبقات المختلفة تمثل سرعات سريان مختلفة. لذا، على سبيل المثال، في رسمنا للشكل (أ)، هذه الطبقة الخارجية من السائل ستسري عبر الأنبوب بسرعة مختلفة عن الطبقة التي تليها، التي ستسري عبر الأنبوب بسرعة مختلفة عن هذه الطبقة، وهكذا. ونظرًا لأن الطبقة الخارجية في الشكل (أ) ملامسة لسطح الأنبوب، فمن المنطقي أن هذه الطبقة كلها ستتحرك بالسرعة نفسها، والشيء نفسه صحيح بالنسبة إلى الطبقات الداخلية لسريان المائع.

لكن إذا نظرنا إلى الحالة (ب)، فسنجد أن الطبقات موزعة بطريقة مفاجئة. بترتيب الحدود بنمط الخطوط الأفقية هذا، نقول إن هذه الطبقة من السائل تتحرك بسرعة مختلفة عن هذه الطبقة التي تتحرك بسرعة مختلفة عن هذه الطبقة، وهذه الطبقة بعدها، وهكذا. لكننا نتوقع أن جميع أجزاء السائل الملامسة للأنبوب ستسري بالسرعة نفسها. ومن المنطقي إذن أن نفكر أن الطبقة الداخلية لهذه الطبقة الخارجية ستسري أيضًا عبر الأنبوب بالسرعة نفسها.

إذن، نجد أن نمط الحد الموضح في الشكل (أ) يبدو منطقيًّا بدرجة أكبر من الناحية الفيزيائية من النمط الذي في الشكل (ب). ولأن الأنبوب نفسه على شكل دائرة، فإننا نتوقع أن الحدود بين طبقات السائل الذي يسري عبر الأنبوب ستكون أيضًا على شكل دوائر. ونمط الدوائر المتحدة المركز هذا موضح في الشكل (أ). فهذا هو الشكل الذي يمثل حدود طبقات هذا السائل.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.