什么是牛顿内摩擦定律（牛顿内摩擦定律的内容）

本篇文章给大家谈谈什么是牛顿内摩擦定律，以及牛顿内摩擦定律的内容对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

• 1、什么是牛顿内摩擦定律
• 2、牛顿粘性定律是什么?
• 3、牛顿内摩擦定律
• 4、牛顿内摩擦定律的物理意义是什么
• 5、牛顿内摩擦定律的定律内容

什么是牛顿内摩擦定律

考虑一种流体，它介于面积相等的两块大的平板之间，这两块平板处处以一很小的距离分隔开，该系统原先处于静止状态。假设让上面一块平板以恒定速度u在x方向上运动。紧贴于运动平板下方的一薄层流体也以同一速度运动。当u不太大时，板间流体将保持成薄层流动。靠近运动平板的液体比远离平板的液体具有较大的速度，且离平板越远的薄层，速度越小，至固定平板处，速度降为零。速度变化是线性的。这种速度沿距离Y的变化称为速度分布。 各物理量关系构成牛顿内摩擦定律,τ=μ*du/dy。

上式说明流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。流体的这一规律与固体表面的摩擦力规律不同。

牛顿粘性定律是什么?

牛顿粘性定律一般指牛顿内摩擦定律。1686年英国科学家牛顿给出了表征内摩擦力的定律，他指出：

1、内摩擦力正比于流层移动的相对速度。

2、内摩擦力正比于流层间的接触面积。

3、内摩擦力随流体的物理性质而改变。

4、内摩擦力与正压力无关。

定律内容：

一切真实流体中，由于分子的扩散或分子间相互吸引的影响，使不同流速的流体之间有动量交换发生，因此，在流体内部两流层的接触面上产生内摩擦力。这种力与作用面平行，故又称流动切应力，或粘性力。

粘性力的方向，对流速大的流体层而言，它与流速方问相反，是阻碍流动的力；相应地，对流速小的流体层而言则是促使其加速的力。粘性力的大小可由牛顿内摩擦定律确定。

牛顿内摩擦定律

内摩擦力（F）与接触面积（A）和相对速度差（dV）成正比，而与垂直距离（dz）成反比，这一结论称为牛顿内摩擦定律（或黏滞定律），可表示为

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式中：F为内摩擦力（牛）；dV/dz为流速梯度（秒-1）（沿垂直水流方向单位距离的流速变化值，也称剪切变形率）；A为接触面积（m2）；η为与流体种类、温度有关的系数，称为动力黏滞性系数（动力黏度）（帕·秒，即Pa·s）。

流体的黏滞系数随流体种类而变，也随压力和温度的变化而变化。对于水和空气，η随压力的变化不大；但受温度的影响明显，随着温度升高，水的η值呈降低趋势，而气体的η值呈增大变化。

上述内摩擦定律不是对所有的流体都能适用。凡是服从内摩擦定律的流体称作牛顿流体，即在温度不变的条件下，随着流速梯度（dV/dz）和剪切应力（τ）的变化，η值保持常数（图3-1中的A）。τ为黏滞切应力，代表单位面积上的内摩擦力。

图3-1 各种类型流体的黏滞系数（η）与剪切应力（τ）和流速梯度（dV/dz）之间关系

（据清华大学水力学教研组，1981）

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气体和分子结构简单的液体，如空气、水及油液等均属于牛顿流体。牵引流亦为牛顿流体。把不服从内摩擦定律的流体称为非牛顿流体，例如重力流、血液、高分子液体等均是非牛顿流体。牛顿流体的摩擦力τ与速度梯度（dV/dz）呈线性关系，而非牛顿流体不是线性关系（图3-1）。

有的流体η值随剪切变形率的增加而减小或加大，如图3-1中的C、D，分别称作假塑性流体和膨胀性流体。有的流体只有当切应力达到某一值（τ0）后才开始流动，如图3-1中的B，称作宾汉流体。重力流即属宾汉流体。

牛顿内摩擦定律的物理意义是什么

牛顿内摩擦定律又称黏性定律，其表达式如下：

其物理意义为流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。

但实际上，就如同经典力学已经被证明错误，并非所有流体都满足该定律，满足该定律的流体称为牛顿流体。

附注：液体内摩擦力又称粘性力，在液体流动时呈现的这种性质称为粘性，度量粘性大小的物理量称为粘度。

牛顿内摩擦定律的定律内容

考虑一种流体，它介于面积相等的两块大的平板之间，如图1-1，这两块平板处处以一很小的距离分隔开，该系统原先处于静止状态。假设让上面一块平板以恒定速度v在x方向上运动。

紧贴于运动平板下方的一薄层流体也以同一速度运动。当不太大时，板间流体将形成稳定层流。靠近运动平板的液体比远离平板的液体具有较大的速度，且离平板越近的薄层，速度越小，至固定平板处，速度降为零。

速度按某种曲线规律连续变化。这种速度沿距离的变化称为速度分布。

设某一流层速度为，与其相邻流层速度为，为其流速变化值，设流层间沿轴距离差为，若两板间的距离很小，则两板间的流速变化无限接近线性，即可化为流速梯度。

设F为流体各层间的内摩擦力，流体间接触面积为。

大量实验证明，流体的内摩擦力大小与流体性质有关，与流体速度变化梯度和接触面积成正比。

若将比例系数设为。

则各物理量关系满足

此理论为牛顿内摩擦定律。

上式说明流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。流体的这一规律与固体表面的摩擦力规律不同。

液体内摩擦力又称粘性力，在液体流动时呈现的这种性质称为粘性，度量粘性大小的物理量称为粘度。液体的粘性是组成液体分子的内聚力要阻止分子相对运动产生的内摩擦力，粘性是流体的固有属性，在静止流体或是平衡流体中依然存在粘性。当流层间存在相对运动时，粘性表现为粘性切应力。这种内摩擦力只能使液体流动减慢，不能阻止，这是与固体摩擦力不同的地方。

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