流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象的補(bǔ)充

志勰

對(duì)流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象文中證明原理過(guò)程的補(bǔ)充。
 在流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象中，僅提出了簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，并沒(méi)有對(duì)原理進(jìn)行解釋性的說(shuō)明。主要是考慮在物體在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)力的原理——空氣動(dòng)力中已經(jīng)對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了解釋，因此沒(méi)有進(jìn)行說(shuō)明。這里主要針對(duì)流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象證明過(guò)程中所出現(xiàn)的原理判斷性的東西作1下說(shuō)明。如圖：

1、水流沖出水缸的作用力和反作用力的過(guò)程

    但是，如果在水缸壁上開1個(gè)小口，那么我們?cè)趯?duì)開口環(huán)壁（圖中高差h₁范圍)上進(jìn)行里的積分的時(shí)候，那么我們所積分的結(jié)果將不能得到總作用力的結(jié)果的矢量和為0。而是存在著1個(gè)確定量值的矢量。這個(gè)力是由于水的重量所形成。這個(gè)力的大小就是水流沖出水缸，水缸所獲得的反沖力。在流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象中，主要計(jì)算的就是這個(gè)作用力的沖量等于水流沖出水缸所獲得的動(dòng)量，這兩個(gè)力并不相等。對(duì)于理想的情況來(lái)說(shuō)，我想這樣證明的方法是適用的。需要說(shuō)明1下的是，這個(gè)過(guò)程中，是將小孔處的水的壓力當(dāng)作0進(jìn)行處理的。

2、在流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象中近似處理的作用力

  采用上述的方法，對(duì)于水流沖出水缸的作用力和反作用力過(guò)程，并不是嚴(yán)格成立的，因?yàn)榻�似的處理�?些問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題分別是粘滯力，水流沖出水缸后的張力。下面我們分別討論這兩個(gè)問(wèn)題。

（1）粘滯力

   由于水總是有粘滯系數(shù)，那么在水流沖出小口的過(guò)程中，水和容器壁之間由于存在粘滯力的關(guān)系，而使水缸獲得1個(gè)作用力，這個(gè)作用力的方向是指向水流的方向，這個(gè)作用力作用是阻礙水流沖出小孔。和水缸壁小孔的厚度、水和小孔的接觸面積、水的粘滯系數(shù)有關(guān)系。由于水在沖出小孔的過(guò)程中其的壓力狀態(tài)不是確定的，因此粘滯系數(shù)在小孔的不同位置，也是不同的。在流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象中，沒(méi)有涉及到水缸壁的厚薄問(wèn)題，因此將這個(gè)力略而不計(jì)。

（2）張力

   關(guān)于水的張力問(wèn)題，是從先生的1個(gè)問(wèn)題中思考得到的，思鏡先生的問(wèn)題是在高壓水管上接1根皮管，讓高壓的水從水管中沖出，那么水管會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng)。（思鏡先生的問(wèn)題大概是這樣，不是原話）

   如果我們將水管拉直，那么水管仍然會(huì)擺動(dòng)，這說(shuō)明除了由水的壓力造成的作用力（流體動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量不守恒現(xiàn)象中的反沖力）之外，還存在其它的作用力形式。

   高壓水管中的壓力是很大的，那么高壓的水的密度要略大于普通狀態(tài)下的水，并且水分子之間的作用也比較強(qiáng)烈，水的狀態(tài)要遠(yuǎn)大于1個(gè)大氣壓（普通狀態(tài)下的水的狀態(tài)為1個(gè)大氣壓）。當(dāng)高壓狀態(tài)的水從水管沖出時(shí)，水的狀態(tài)要從高壓狀態(tài)恢復(fù)到低壓狀態(tài)，這樣水分子之間就會(huì)釋放出勢(shì)能，轉(zhuǎn)化為水的瞬時(shí)動(dòng)能。給水管噴頭1個(gè)瞬時(shí)反作用力。這個(gè)作用力的施加過(guò)程中，是通過(guò)水管口壁來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此會(huì)使水管頭受到1個(gè)作用力，這個(gè)作用力的方向和水流的方向是相反的。因此，使水管頭扭動(dòng)的作用力，主要是這個(gè)作用力。

   但如下的情況例外，如圖：

3、在實(shí)際的證明過(guò)程中，應(yīng)該是如下的關(guān)系：

    動(dòng)量守恒定律的關(guān)系在客觀情況下的證明為：

水缸獲得的沖力+水壓作用力+水的粘滯作用力+水的張力沖力=0

    但是由于液體是理想的，那么水的粘滯力和水的張力形成的沖力可以略而不計(jì)，在客觀實(shí)際中，這兩個(gè)力是相削的。那么公式應(yīng)該為：

水缸獲得的沖力+水壓作用力=0

但理想情況下的計(jì)算不能得到水缸獲得的沖力+水壓作用力=0，也就是說(shuō)在理想狀態(tài)下不能成立。

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