¿Cuál es la prueba matemática de la ley de viscosidad de Newton?

Viscosidad : la viscosidad es una medida cuantitativa de la resistencia al flujo de un fluido. Determina la velocidad de deformación del fluido generada por un esfuerzo cortante aplicado determinado. La viscosidad es causada por la fuerza cohesiva entre las moléculas de líquido y por la colisión entre las moléculas de gas.

Ley de la viscosidad de Newton:

Esta ley física general se deriva de observaciones empíricas, por lo que no hay pruebas matemáticas como expectativa.

Considere un flujo en el que las partículas de fluido se mueven en una dirección particular manteniendo líneas rectas y paralelas. Para considerar la viscosidad, Newton propuso algunos supuestos fundamentales.

Él propuso que

En primer lugar, “cuando un flujo es adyacente a la superficie, adhiérase a él y tenga una velocidad cero en relación con el límite que se llama condición sin deslizamiento. Otras partículas de fluido que intentan deslizarse sobre ellas se retrasan debido a una interacción entre un fluido en movimiento más rápido y más lento, un fenómeno eso da lugar a la fuerza de corte “.

En segundo lugar, “el esfuerzo cortante en una interfaz tangente a la dirección del flujo es proporcional a la tasa de cambio de velocidad de la distancia”.

Matemáticamente,

µ se llama coeficiente de viscosidad. Se puede considerar como módulo de rigidez del fluido. Los fluidos que obedecen la ley de viscosidad de Newton son los fluidos newtonianos.

¿Cuál es la prueba matemática de la ley de viscosidad de Newton?

No puedes probar eso. En realidad ni siquiera es verdad. Es solo una aproximación al comportamiento de algunos fluidos. Un fluido newtoniano es un fluido idealizado que tiene una viscosidad constante. No hay fluido real para el cual la viscosidad sea absolutamente constante. De hecho, realmente no existe tal cosa como un fluido. La idea misma de un fluido es una aproximación a la realidad. Un fluido se trata como una sustancia continua. En una escala lo suficientemente pequeña, es un montón de moléculas que zumban y la viscosidad es una descripción promedio del impulso transferido durante las colisiones entre ellas. Incluso esas colisiones son idealizaciones.

No existe una prueba definitiva de la ley de Newton de la viscosidad dinámica. El resultado se obtiene de las inferencias experimentales de Newton. Encontró que para algunos líquidos (es decir, líquidos newtonianos), el esfuerzo cortante es proporcional al gradiente de velocidad entre dos capas adyacentes de líquido durante el flujo y lo denominó coeficiente de viscosidad.

No hay pruebas matemáticas de leyes físicas. Las leyes físicas no están probadas, están respaldadas por evidencia empírica. La ley de viscosidad de Newton, que el esfuerzo cortante es proporcional al gradiente de velocidad es una regla huérística que es una buena aproximación para muchos líquidos comunes, pero está lejos de ser una ley fundamental.