Tài liệu miễn phí Vật lý
Download Tài liệu học tập miễn phí Vật lý
Giáo trình Cơ học chất lỏng 3
Sự thay đổi thể tích của vật chất không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc phân tử, mà còn phụ thuộc vào tác động của ngoại lực hoặc nhiệt độ. Do đó trong một số trường hợp còn phải kể đến khả năng nén được của chất lỏng. Ví dụ như trong máy ép thuỷ lực, tuy môi chất thông thường là dầu, nhưng dưới áp suất cao, khối lượng riêng của chúng cũng thay đổi đáng kể.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 4
Một trong những tính chất quan trọng của các chất lưu là lực ma sát trong giữa các dòng chuyển động. Lực ma sát này thường được gọi là độ nhớt. Khi mà độ nhớt phụ thuộc vào lực gây ra sự trượt giữa các dòng chuyển động thì ta gọi dòng chảy đó là Non-Newtonian. Còn nếu như độ nhớt chỉ phụ thuộc vào sự chênh lệch vận tốc giữa các dòng chẩy thì ta gọi đó là dòng chẩy Newtonian....
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 5
Cũng giống như bất cứ mô hình toán học nào về thế giới thực, cơ học chất lưu phải đưa ra một một giả thiết cơ bản về các chất lưu đang được nghiên cứu. Những giả sử này được biến thành các phương trình phải được thỏa mãn nếu như các giả thiết đó là đúng. Ví dụ, hãy xét một chất lưu không nén trong không gian 3 chiều.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 6
Giả sử bảo toàn khối lượng có nghĩa là với mọi mặt đóng cho trước (chẳng hạn mặt cầu) tỷ lệ khối lượng chảy từ bên ngoài vào bên trong mặt đó phải cùng với tỷ lệ khối lượng chảy theo các hướng bên trong ra bên ngoài. (Nói cách khác, khối lượng bên trong vẫn là không đổi, cũng như khối lượng bên ngoài). Điều này có thể được chuyển thành một phương trình tích phân trên mặt đóng đó....
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 7
Chất lỏng là không nén được - nghĩa là mật độ của chất lưu là không đổi. Các chất lỏng thường có thể mô phỏng như chất lưu không nén được, trong khi các chất khí thường không thỏa mãn điều đó.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 8
Đôi khi người ta giả thiết độ nhớt của chất lưu là 0. Các loại khí thường được giả thiết là không nhớt. Nếu một chất lưu là có độ nhớt, và dòng chảy của nó bị giới hạn một cách nào đó (thí dụ, trong một ống), thì dòng tại biên phải có vận tốc bằng 0. Với một chất lưu nhớt, nếu biên là không xốp (non-porous), các lực cắt (shear force) giữa chất lưu và biên cũng đưa ra kết quả là vận tốc của chất lưu là 0 tại biên. ...
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 9
Đối với môi trường xốp, tại biên với thùng chứa, điều kiện trượt tương ứng với vận tốc khác 0, và chất lưu có một trường vận tốc không liên tục giữa chất lưu tự do và chất lưu trong môi trường xốp (điều này liên quan tới Điều kiện Beavers và Joseph).
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 10
Chất lỏng được cấu thành từ các phân tử va chạm lẫn nhau và va chạm vào các vật rắn. Tuy vậy, giả thuyết về một môi trường liên tục (continuum hypothesis) xem chất lưu là liên tục.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 11
Các tính chất như mật độ, áp suất, nhiệt độ, và vận tốc coi như được định nghĩa trên những điểm nhỏ vô hạn, định ra một phần tử thể tích tham khảo (reference element of volume, REV), tại kích cỡ so được với khoảng cách giữa hai phân tử chất lưu kề cận nhau.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 12
Các tính chất được giả sử là biến đổi một cách liên tục từ điểm này sang điểm khác, và là giá trị trung bình trong REV. Sự thực là chất lưu được cấu thành từ các phân tử rời rạc được bỏ qua.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 13
Giả thuyết môi trường về bản chất là một xấp xỉ, trong cùng cách thức các hành tinh được xấp xỉ bởi các điểm khi tính toán trong cơ học thiên thể (celestial mechanics), và do đó chỉ đưa ra những lời giải xấp xỉ.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 14
Giả thuyết về môi trường có thể dẫn tới những kết quả không nằm trong độ chính xác mong muốn. Tuy vậy, dưới những điều kiện thích hợp, giả thuyết về môi trường vẫn đưa ra được những kết quả chính xác.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 15
Những bài toán mà giả thuyết môi trường không đưa ra được lời giải với độ chính xác mong muốn sẽ được giải bằng cơ học thống kê (statistical mechanics). Để xác định liệu là phương pháp thông thường của động học lưu chất hay cơ học thống kê nên được sử dụng, số Knudsen được đánh giá cho bài toán.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 16
Số Knudsen được định nghĩa như là tỉ số giữa độ dài đường tự do trung bình ở cấp độ phân tử với một đại lượng độ dài vật lý đại diện nào đó. Tỉ số độ dài này có thể là bán kính của một vật thể trong chất lưu.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 17
Trạng thái cân bằng là trạng thái mà ở đó không có sự chuyển động tương đối giữa các phần khác nhau trong chất lưu; ở đây ta bỏ qua sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử chất lưu. Một ly nước đứng yên trên bàn là một ví dụ về trạng thái cân bằng.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 18
Khi chất lưu ở trạng thái cân bằng thì áp suất tại một điểm trong lòng chất lưu là phân bố đều theo mọi phương. Nghĩa là áp suất tại điểm đó phân bố theo mọi phương có độ lớn bằng nhau. Định luật Pascal được phát biểu như sau: Áp suất chất lỏng do ngoại lực tác dụng lên mặt thoáng được truyền nguyên vẹn tới mọi điểm trong lòng chất lỏng.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 19
Chất lỏng lý tưởng là chất lỏng mà ta có thể bỏ qua lực ma sát nhớt của các phần bên trong chất lỏng khi chuyển động tương đối với nhau. Ðối với chất lỏng lý tưởng, ta sẽ biểu diễn đường đi của một phân tử chất lưu bằng một đường dòng mà tiếp tuyến với nó tại mọi điểm có phương chiều trùng với véc tơ vận tốc của chất lưu tại điểm đó. Tập hợp toàn bộ các đường dòng biểu diễn cho cả khối chất lưu được gọi là ống dòng....
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình Cơ học chất lỏng 20
Phương trình liên tục chính là định luật bảo toàn khối lượng đối với chất lưu. Đối với chất lưu không nén được, khi xét một thể tích tham khảo thì lưu lượng chất đi vào phải bằng lưu lượng chất đi ra thể tích đó. Nghĩa là, trong hệ tọa độ Descartes với u, v, w là các thành phần vận tốc trên các phương x, y, z.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 1
Cơ học vật rắn là một phân ngành của cơ học nghiên cứu các ứng xử của vật rắn dưới tác dụng của các lực từ bên ngoài (ngoại lực). Nó còn là một phần của một chuyên ngành nghiên cứu rộng hơn là cơ học các môi trường liên tục.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 2
Dưới tác động của ngoại lực, vật rắn (ở trạng thái cân bằng cơ học hay chuyển động) có xu hướng thay đổi hình dáng so với trước khi chịu tác dụng của lực và được gọi là biến dạng, khi đó trong vật xuất hiện ứng suất để chống lại sự biến dạng. Có một vài các mô hình vật liệu tiêu chuẩn để mô tả vật rắn ứng xử như thế nào khi chịu tác dụng của các lực.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 3
Đàn hồi -- Vật liệu có khả năng khôi phục lại nguyên hình dáng ban đầu khi bỏ lực tác dụng. Một lò xo tuân theo Định luật Hooke là một ví dụ về vật thể đàn hồi.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 4
Trạng thái dẻo -- một vật liệu mà khi ứng suất vượt quá một giá trị ngưỡng nào đó, nó không có khả năng khôi phục lại hình dáng ban đầu, mà vẫn còn biến dạng khi đã bỏ lực tác dụng. Thông thường vật liệu này vẫn ứng xử đàn hồi khi ứng suất trong vật vẫn còn nhỏ hơn giá trị ngưỡng.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 5
Có một vài các mô hình vật liệu tiêu chuẩn để mô tả vật rắn ứng xử như thế nào khi chịu tác dụng của các lực: Đàn nhớt là vật liệu vừa có tính đàn hồi, vừa có tính nhớt.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 6
Cơ học rạn nứt-- có một hiện tượng lạ là một số kết cấu đã được tính toán có khả năng chịu được tải trọng ở trạng thái đài hồi (trạng thái giới hạn thứ nhất) và thậm chí chịu được ở tải ở trạng thái dẻo (trạng thái giới hạn thứ 2). Nhưng vẫn bị sụp đổ mà nguyên nhân là một bí ẩn. Sau một thời gian nghiên cứu người ta cho ra đời một ngành tính toán mới là cơ học rạn nứt. kết quả người ta biết rằng nếu cứ tác động lực vẫn nằm trong...
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 7
Cơ học từ biến-- lại một hiện tượng lạ nữa trong kết cấu, khi tác dụng lực nằm trong khả năng tính toán của kết cấu nhưng với thời gian lâu vật liệu bị mỏi, giống như ta đứng lâu mỏi chân. Bản chất của hiện tượng cơ học này là vật liệu mỏi do từ biến.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 8
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của cơ học vật rắn biến dạng là phương trình dầm Euler-Bernoulli. Cơ học vật rắn sử dụng rộng rãi khái niệm ten xơ để mô tả ứng suất, biến dạng và quan hệ giữa chúng.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 9
Biến dạng là sự thay đổi hình dạng của vật thể dưới tác dụng của các yếu tố bên ngoài như tải trọng, trường trọng lực, gia tốc, trường nhiệt độ,... Biến dạng được biểu diễn bằng trường chuyển vị của vật chất.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 10
Ứng suất pháp gây ra biến dạng dài. Biến dạng dài tỉ đối là đại lượng không thứ nguyên, là biến dạng dài của 1 đơn vị chiều dài thanh chịu kéo hoặc chịu nén bằng thương số giữa ứng suất với độ cứng của thanh.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 11
Đối tượng nghiên cứu của Cơ học kết cấu là: thanh, hệ thanh, khung, dàn, dầm, tấm, vỏ. Bộ môn này cung cấp cho các kỹ sư và sinh viên các phương pháp phân tích và tính toán tính chất chịu lực của kết cấu máy, kết cấu xây dựng, tính toán kết cấu khi chịu các nguyên nhân tác dụng thường gặp trong thực tế.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00
Giáo trình cơ học vật rắn 12
Kết cấu tĩnh định: Đây là loại hình kết cấu đơn giản trong đó kết cấu có đúng số liên kết (nội và ngoại) cần thiết để cố định nó trong không gian. Trong trường hợp này chúng ta luôn luôn có số ẩn số bằng số phương trình cân bằng tĩnh học. Nghiệm của bài toán thu được khi giải hệ phương trình tuyến tính cân bằng tĩnh học.
8/29/2018 7:38:42 PM +00:00