Fluidkraft avser -kraften som utövas av en vätska på ett nedsänkt eller delvis nedsänkt föremål . Denna kraft uppstår från tryckfördelningen på objektets yta.
Nyckelkoncept:
* Tryck: Trycket är den kraft som utövas per enhetsarea. I vätskor ökar trycket med djupet på grund av vätskans vikt.
* flytkraft: En specifik typ av vätskkraft som verkar uppåt på ett nedsänkt föremål som motsätter sig sin vikt. Denna kraft är lika med vikten på den vätska som fördrivs av objektet (Archimedes princip).
* drag: En kraft som motsätter sig rörelsen hos ett föremål genom en vätska. Denna kraft beror på objektets form, hastighet och vätskans viskositet.
Beräkning av vätskkraft:
* Allmän tillvägagångssätt: Fluidkraften kan beräknas genom att integrera trycket över hela ytan.
* Förenklade ekvationer: För specifika scenarier finns förenklade ekvationer tillgängliga:
* horisontell kraft: Kraften som utövas av en vätska på en horisontell yta är helt enkelt trycket vid det djupet multiplicerat med ytan.
* vertikal kraft (flytkraft): Som nämnts ovan är den vertikala kraften lika med vikten på vätskan som fördrivs av objektet.
Exempel på vätskkraft i handling:
* simning: Vatten utövar en kraft på kroppen, så att du kan gå igenom den.
* Segling: Vind skjuter på en båts segel och driver den framåt.
* ubåtar: Vattentrycket utövar en kraft på skrovet på en ubåt, vilket gör att det kan dyka och ytan.
* Hydrostatisk tryck: Trycket som utövas av vatten på en damm är ett exempel på vätskkraft.
Viktiga anteckningar:
* Fluid Force är en vektor: Den har både storlek och riktning.
* Riktning av vätskkraft: Vätskekraftens riktning är vinkelrätt mot ytan på vilken den verkar på.
* Fluidegenskaper: Vätskans densitet och viskositet påverkar vätskekraftens storlek.
Att förstå fluidkraften är avgörande inom olika tekniska discipliner som vätskemekanik, marinarkitektur och flyg- och rymdteknik. Det spelar en viktig roll i att utforma och analysera strukturer, fordon och andra system som interagerar med vätskor.
