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» 뉴턴의 점성 법칙

뉴턴의 점성 법칙

1687
  • Isaac Newton
점도 측정을 위한 유체 역학 실험실의 점도계.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

A Newtonian fluid’s 전단 응력 전단율에 정비례합니다. 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 스트레스여기서 [latex]mu[/latex]는 동적 점도(비례 상수)이고 [latex]frac{du}{dy}[/latex]는 전단율 또는 속도 기울기입니다.

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.

역사적으로 아이작 뉴턴은 1687년 그의 저서 《자연철학의 수학적 원리(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica)》에서 이 관계를 제안했습니다. 그는 이를 현대적인 미분 형태로 표현하지는 않았지만, 유체의 '윤활성 결함' 또는 내부 마찰이라는 개념을 설명했습니다. 현대적인 수학적 공식은 이후 코시와 스토크스 같은 수학자와 물리학자들이 발전시켜 연속체 역학에 대한 보다 일반적인 틀에 통합했습니다.

UNESCO Nomenclature: 2206
유체역학

유형

추상 시스템

분열

기초적인

용법

널리 사용됨

전구체

  • Evangelista Torricelli의 체액 유출에 대한 연구(Torricelli의 법칙)
  • 블레즈 파스칼의 유체정역학 원리(파스칼의 법칙)
  • 아이작 뉴턴의 운동 법칙
  • Development of calculus by Newton and Leibniz

응용 프로그램

  • 물과 석유 수송용 파이프라인 설계
  • 날개와 기체의 공기역학적 분석
  • 베어링 및 기어의 윤활 이론
  • 기상 패턴 및 해류 모델링
  • chemical process engineering for mixing and reaction vessels

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 용어: 뉴턴의 점성 법칙, 전단 응력, 전단율, 동적 점성, 뉴턴 유체, 유체 역학, 구성 방정식, 속도 기울기.

역사적 맥락

뉴턴의 점성 법칙

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1672
1687
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1757
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1678
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1687
1738
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1785

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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