بيت » Newton’s Law of Viscosity

Newton’s Law of Viscosity

1687
  • Isaac Newton

A Newtonian fluid’s shear stress is directly proportional to the rate of shear strain. This linear relationship is defined by Newton’s law of viscosity: [latex]\tau = \mu \frac{du}{dy}[/latex], where [latex]\tau[/latex] is the shear stress, [latex]\mu[/latex] is the dynamic viscosity (a constant of proportionality), and [latex]\frac{du}{dy}[/latex] is the shear rate or velocity gradient.

Newton’s law of viscosity establishes the fundamental constitutive equation for a Newtonian fluid. It postulates that for a simple shear flow, the force per unit area (shear stress, [latex]\tau[/latex]) required to move one layer of fluid relative to another is proportional to the rate at which the velocity changes with distance perpendicular to the flow (the velocity gradient or shear rate, [latex]\frac{du}{dy}[/latex]). The constant of proportionality, [latex]\mu[/latex], is known as the dynamic viscosity, a material property that measures the fluid’s resistance to flow. For a Newtonian fluid, this viscosity is constant and depends only on temperature and pressure, not on the forces acting upon it.

This linear model is an idealization but accurately describes many common fluids like water, air, and simple oils under typical conditions. The concept is foundational to fluid dynamics, allowing for the derivation of the Navier-Stokes equations, which govern the motion of viscous fluid substances. The law implies that a Newtonian fluid will begin to flow immediately upon the application of any shear stress, no matter how small. This contrasts with non-Newtonian fluids, which may exhibit shear-thinning, shear-thickening, or require a minimum yield stress before flowing.

Historically, Isaac Newton proposed this relationship in his 1687 *Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica*. He did not express it in the modern differential form but described the concept of a “defect of lubricity” or internal friction in fluids. The modern mathematical formulation was developed later by mathematicians and physicists like Cauchy and Stokes, who incorporated it into a more general نطاق for continuum الميكانيكا.

UNESCO Nomenclature: 2206
– Fluid Mechanics

النوع

Abstract System

Disruption

Foundational

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • Evangelista Torricelli’s work on fluid efflux (Torricelli’s Law)
  • Blaise Pascal’s principles of hydrostatics (Pascal’s Law)
  • Isaac Newton’s laws of motion
  • Development of calculus by Newton and Leibniz

التطبيقات

  • design of pipelines for water and oil transport
  • aerodynamic analysis of wings and vehicle bodies
  • lubrication theory for bearings and gears
  • modeling of weather patterns and ocean currents
  • chemical process engineering for mixing and reaction vessels

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: newton’s law of viscosity, shear stress, shear rate, dynamic viscosity, newtonian fluid, fluid dynamics, constitutive equation, velocity gradient

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Related Invention, Innovation & Technical Principles

Scroll to Top

قد يعجبك أيضاً