流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象的補充

志勰

對流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象文中證明原理過程的補充。
 在流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象中，僅提出了簡單的計算方法，并沒有對原理進行解釋性的說明。主要是考慮在物體在介質中運動動力的原理——空氣動力中已經對這個問題進行了解釋，因此沒有進行說明。這里主要針對流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象證明過程中所出現(xiàn)的原理判斷性的東西作1下說明。如圖：

1、水流沖出水缸的作用力和反作用力的過程

    但是，如果在水缸壁上開1個小口，那么我們在對開口環(huán)壁（圖中高差h₁范圍)上進行里的積分的時候，那么我們所積分的結果將不能得到總作用力的結果的矢量和為0。而是存在著1個確定量值的矢量。這個力是由于水的重量所形成。這個力的大小就是水流沖出水缸，水缸所獲得的反沖力。在流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象中，主要計算的就是這個作用力的沖量等于水流沖出水缸所獲得的動量，這兩個力并不相等。對于理想的情況來說，我想這樣證明的方法是適用的。需要說明1下的是，這個過程中，是將小孔處的水的壓力當作0進行處理的。

2、在流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象中近似處理的作用力

  采用上述的方法，對于水流沖出水缸的作用力和反作用力過程，并不是嚴格成立的，因為近似的處理了1些問題，這個問題分別是粘滯力，水流沖出水缸后的張力。下面我們分別討論這兩個問題。

（1）粘滯力

   由于水總是有粘滯系數，那么在水流沖出小口的過程中，水和容器壁之間由于存在粘滯力的關系，而使水缸獲得1個作用力，這個作用力的方向是指向水流的方向，這個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、水的粘滯系數有關系。由于水在沖出小孔的過程中其的壓力狀態(tài)不是確定的，因此粘滯系數在小孔的不同位置，也是不同的。在流體動力學中的動量不守恒現(xiàn)象中，沒有涉及到水缸壁的厚薄問題，因此將這個力略而不計。

（2）張力

   關于水的張力問題，是從先生的1個問題中思考得到的，思鏡先生的問題是在高壓水管上接1根皮管，讓高壓的水從水管中沖出，那么水管會來回擺動。（思鏡先生的問題大概是這樣，不是原話）

   如果我們將水管拉直，那么水管仍然會擺動，這說明除了由水的壓力造成的作用力（流體動力學中的動量不守恒現(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烈，水的狀態(tài)要遠大于1個大氣壓（普通狀態(tài)下的水的狀態(tài)為1個大氣壓）。當高壓狀態(tài)的水從水管沖出時，水的狀態(tài)要從高壓狀態(tài)恢復到低壓狀態(tài)，這樣水分子之間就會釋放出勢能，轉化為水的瞬時動能。給水管噴頭1個瞬時反作用力。這個作用力的施加過程中，是通過水管口壁來實現(xiàn)的，因此會使水管頭受到1個作用力，這個作用力的方向和水流的方向是相反的。因此，使水管頭扭動的作用力，主要是這個作用力。

   但如下的情況例外，如圖：

3、在實際的證明過程中，應該是如下的關系：

    動量守恒定律的關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，在客觀實際中，這兩個力是相削的。那么公式應該為：

水缸獲得的沖力+水壓作用力=0

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

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