חיכוך לעומת צמיגות
חיכוך וצמיגות הם שתי תכונות של חומר, החיוניות להבנת התנהגות החומר. יש צורך בהבנה טובה של צמיגות וצפיפות כדי לתאר את רוב האירועים המתרחשים בדינמיקת נוזלים, סטטיקה נוזלית, סטטית מוצקה, דינמיקה מוצקה, וכמעט בכל יישום הנדסי. תופעות אלו נראות בחיי היום-יום, והן ממש קלות להבנה, בהתחשב בכך שננקטת הגישה הנכונה. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם חיכוך וצמיגות, ההגדרות שלהם, קווי הדמיון, מה גורם לחיכוך וצמיגות, ולבסוף ההבדלים ביניהם.
צמיגות
צמיגות מוגדרת כמדד להתנגדות של נוזל שמתעוות על ידי מתח גזירה או מתח מתיחה. במילים נפוצות יותר, צמיגות היא "החיכוך הפנימי" של נוזל. זה מכונה גם עובי של נוזל. צמיגות היא פשוט החיכוך בין שתי שכבות של נוזל כאשר שתי השכבות נעות זו לזו. סר אייזק ניוטון היה חלוץ במכניקת הזרימה. הוא הניח כי עבור נוזל ניוטוני, מתח הגזירה בין שכבות הוא פרופורציונלי לשיפוע המהירות בכיוון המאונך לשכבות. הקבוע הפרופורציונלי (גורם מידתיות) המשמש כאן הוא צמיגות הנוזל. הצמיגות מסומנת בדרך כלל באות היוונית "µ". ניתן למדוד צמיגות של נוזל באמצעות ויסקומטרים וריאומטרים. יחידות הצמיגות הן פסקל-שניות (או Nm-2s). מערכת cgs משתמשת ביחידת "poise", הקרויה על שמו של ז'אן לואי מארי פואיזו, כדי למדוד צמיגות.ניתן למדוד צמיגות של נוזל גם על ידי מספר ניסויים. צמיגות הנוזל תלויה בטמפרטורה. הצמיגות יורדת ככל שהטמפרטורה עולה.
τ=μ (∂u / ∂y)
משוואות צמיגות ומודלים מורכבים מאוד עבור נוזלים שאינם ניוטונים. ניתן לראות בבירור שצמיגות תמיד פועלת בכיוון, כדי להתנגד לזרימת הנוזל. כוחות צמיגים מופצים בכל נפח הנוזל במצב דינמי נתון.
חיכוך
חיכוך הוא כנראה כוח ההתנגדות הנפוץ ביותר שאנו חווים מדי יום. חיכוך נגרם ממגע של שני משטחים מחוספסים. לחיכוך יש חמישה מצבים; חיכוך יבש המתרחש בין שני גופים מוצקים, חיכוך נוזל, הידוע גם כצמיגות, חיכוך משומן, שבו שני מוצקים מופרדים על ידי שכבת נוזל, חיכוך עור, שמתנגד למוצק נע בנוזל, וחיכוך פנימי הגורם רכיבים פנימיים של מוצק כדי ליצור חיכוך.עם זאת, המונח "חיכוך" משמש לרוב במקום חיכוך יבש. הסיבה לכך היא שהחללים המיקרוסקופיים המחוספסים על כל אחד מהמשטחים מתאימים זה לזה ומסרבים לזוז. החיכוך היבש בין שני משטחים תלוי במקדם החיכוך ובכוח התגובה הנורמלי למישור הפועל על העצם. החיכוך הסטטי המרבי בין שני משטחים הוא רק מעט גבוה יותר מהחיכוך הדינמי.
מה ההבדל בין חיכוך וצמיגות?
• צמיגות היא, למעשה, תת קטגוריה של חיכוך, עם זאת, חיכוך יבש מתרחש רק בין שני משטחים מוצקים, בעוד שהצמיגות מתרחשת בנוזלים בין שתי שכבות של נוזל.
• תנאים דינמיים וסטטיים מוגדרים בנפרד עבור חיכוך יבש. לגבי צמיגות, אין מצב סטטי כי מולקולות נוזל הן תמיד ניידות.
