醫(yī)用物理：第2章--流體運(yùn)動(dòng) (1)

1、2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）1第二章第二章 流體的運(yùn)動(dòng)流體的運(yùn)動(dòng)首都醫(yī)科大學(xué)首都醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院劉志成劉志成The Motion of Fluid2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）2o本章作業(yè)： P57-59P57-59： 2-1;2-5;2-7;2-8;2-9;2-1;2-5;2-7;2-8;2-9; 2- 10;2-13 2- 10;2-132022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）3流動(dòng)與我們的生活流動(dòng)與我們的生活2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）4本章內(nèi)容本章內(nèi)容基本概念基本概念伯努利方程伯努利方程粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)血液循環(huán)血液循

2、環(huán)丹丹伯努利伯努利(Daniel Bernoull, (Daniel Bernoull, 1700-1782) 1700-1782) 瑞士科學(xué)家瑞士科學(xué)家.2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）5基本概念基本概念o物性分類物性分類nSolidSolidnLiquidLiquidnGasGasnPlasmaPlasmao模量模量【ModuleModule】n楊氏模量楊氏模量n剪切模量剪切模量n體積模量體積模量n面積模量面積模量o流體定義流體定義剪切模量為剪切模量為0 0的物質(zhì)形態(tài)的物質(zhì)形態(tài)有自己的體積，沒(méi)有自己的形狀。有自己的體積，沒(méi)有自己的形狀。2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）6基本

3、概念基本概念o流體力學(xué)流體力學(xué)【HydrodynamicsHydrodynamics】n流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)n流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)o流變學(xué)流變學(xué)【RheologyRheology】研究物質(zhì)流動(dòng)與變形的科學(xué)研究物質(zhì)流動(dòng)與變形的科學(xué)n地球流變學(xué)地球流變學(xué)n食品流變學(xué)食品流變學(xué)n生物流變學(xué)生物流變學(xué)n血液流變學(xué)血液流變學(xué)n心理流變學(xué)心理流變學(xué)o流體的基本屬性流體的基本屬性n壓縮性壓縮性【體積特性體積特性】n粘滯性粘滯性【流動(dòng)特性流動(dòng)特性】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）7基本概念基本概念o流體分類流體分類nIdeal fluidIdeal fluid，nNewtonian fluidNewt

4、onian fluidnNon-Newtonian fluidNon-Newtonian fluido理想流體理想流體絕對(duì)不可壓縮且沒(méi)有粘性的流體絕對(duì)不可壓縮且沒(méi)有粘性的流體o牛頓流體與非牛頓流體。牛頓流體與非牛頓流體。符合牛頓粘滯定律的流體叫牛頓流體，否則符合牛頓粘滯定律的流體叫牛頓流體，否則叫非牛頓流體。叫非牛頓流體。Model2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）8基本概念基本概念o流動(dòng)速度流動(dòng)速度n速度場(chǎng)速度場(chǎng) v=v(x,y,z,t)v=v(x,y,z,t)n平均流速平均流速/SUvds S協(xié)和飛機(jī)落地時(shí)的尾部流場(chǎng)協(xié)和飛機(jī)落地時(shí)的尾部流場(chǎng)繞圓柱的流動(dòng)繞圓柱的流動(dòng)火山爆發(fā)火山爆發(fā)20

5、22-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）9基本概念基本概念o流動(dòng)分類流動(dòng)分類n穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)n非穩(wěn)定流動(dòng)非穩(wěn)定流動(dòng)o穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)流體中各點(diǎn)流速不隨時(shí)流體中各點(diǎn)流速不隨時(shí)間改變的流動(dòng)。間改變的流動(dòng)。v=v(x,y,z)v=v(x,y,z)2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）10基本概念基本概念o運(yùn)動(dòng)描寫運(yùn)動(dòng)描寫n流線流線( (stream line)stream line) 流體中的曲線，曲線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的流速方向。流體中的曲線，曲線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的流速方向。a. a. 流線不能相交；流線不能相交；b. b. 穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)流線分布情況不變；穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)流線分布情況不變；c. c. 穩(wěn)定流

6、動(dòng)時(shí)流線與流體質(zhì)元的運(yùn)動(dòng)軌跡重合穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)流線與流體質(zhì)元的運(yùn)動(dòng)軌跡重合n流管流管( (Tube of Flow) Tube of Flow) 由選定的流線構(gòu)成的管子。由選定的流線構(gòu)成的管子。a.a.流管內(nèi)外液體不能交換；流管內(nèi)外液體不能交換；b. b. 整個(gè)流體可以看成由許多流管組成；整個(gè)流體可以看成由許多流管組成；c.c.流線為無(wú)限細(xì)流管。流線為無(wú)限細(xì)流管。2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）11基本概念基本概念o流量流量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管道截面的單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管道截面的流體體積流體體積（m3/s）vdtSQvdsv tSvdsdQdtvdsdQ sSvdsdQQ2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)

7、（流體的運(yùn)動(dòng)）12基本概念基本概念o連續(xù)性方程連續(xù)性方程1 122SVS VSVC推廣0S1S2Snn221100vvvvSSSS連續(xù)性方程成立的基本條件連續(xù)性方程成立的基本條件穩(wěn)定流動(dòng)、流體不可壓縮穩(wěn)定流動(dòng)、流體不可壓縮2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）13伯努利方程伯努利方程o意義：意義：理想流體穩(wěn)定流動(dòng)遵循的力學(xué)規(guī)律理想流體穩(wěn)定流動(dòng)遵循的力學(xué)規(guī)律o伯努利方程伯努利方程212vghPConstant221112221122vghPvghP2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）14伯努利方程伯努利方程【解釋解釋】o方程本質(zhì)上是理想流體在重力場(chǎng)中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的功能關(guān)系。方程本質(zhì)上是理想流

8、體在重力場(chǎng)中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的功能關(guān)系。o方程中高度是相對(duì)量，與參考點(diǎn)有關(guān)，參考點(diǎn)可以選取。方程中高度是相對(duì)量，與參考點(diǎn)有關(guān)，參考點(diǎn)可以選取。o方程僅在同一流管中成立，方程僅在同一流管中成立，v，h，P均為所在截面處的平均值；均為所在截面處的平均值；當(dāng)截面積趨于當(dāng)截面積趨于0時(shí)，流管變成流線，則方程表示同一流線上不同點(diǎn)時(shí)，流管變成流線，則方程表示同一流線上不同點(diǎn)的各量的關(guān)系。的各量的關(guān)系。o 是單位體積流體的動(dòng)能和勢(shì)能，同時(shí)具有壓強(qiáng)的意義。是單位體積流體的動(dòng)能和勢(shì)能，同時(shí)具有壓強(qiáng)的意義。o一般意義上，方程是三項(xiàng)之和守恒。一般意義上，方程是三項(xiàng)之和守恒。o方程通常與連續(xù)性方程聯(lián)合使用。方程通常與連續(xù)性

9、方程聯(lián)合使用。212vghPConstant221112221122vghPvghP212vg h2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）15伯努利方程伯努利方程【推導(dǎo)推導(dǎo)】質(zhì)量dMdV1212()()dWPP dVdVg hh外力做功KEdW功能原理221112221122vghPvghP體積dtvSdtvSdV2211動(dòng)能211121:dMvESK222221:dMvESK動(dòng)能差212221221221212121vdVvdVdMvdMvEEEKKK2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）16伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】壓強(qiáng)與高度的關(guān)系壓強(qiáng)與高度的關(guān)系若流管中流體的流速不變或流速的改變

10、可以若流管中流體的流速不變或流速的改變可以忽略時(shí)忽略時(shí), ,伯努利方程可以直接寫成伯努利方程可以直接寫成2211ghpghp或或pgh常量常量流體壓強(qiáng)能與重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,即高處的壓強(qiáng)較小,低處的壓強(qiáng)較大。 )(1221hhgpp2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）17體位對(duì)血壓的影響體位對(duì)血壓的影響 伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）18伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】o流速與高度的關(guān)系流速與高度的關(guān)系n水庫(kù)放水水庫(kù)放水n水塔經(jīng)管道向城市供水水塔經(jīng)管道向城市供水n吊瓶輸液吊瓶輸液n特點(diǎn)為液體從大容器經(jīng)小孔特點(diǎn)為液體從大容器經(jīng)小孔流出。流出。 水

11、庫(kù)大壩水庫(kù)大壩 水電站水電站2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）19伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】o流速與高度的關(guān)系流速與高度的關(guān)系gh2Bv小孔流速小孔流速2Bv2100pghp基本假設(shè)基本假設(shè)大容器的表面無(wú)限大大容器的表面無(wú)限大2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）20管涌現(xiàn)象管涌現(xiàn)象伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】流速與高度的關(guān)系流速與高度的關(guān)系2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）21伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】o壓強(qiáng)與流速的關(guān)系壓強(qiáng)與流速的關(guān)系2222112121vvpp212pv常常量量則伯努利方程變?yōu)槿绻?21hh 平行流動(dòng)平行流動(dòng)( (重力勢(shì)重力勢(shì)能不變能不變)

12、)的流體的流體, ,流流速小的地方壓強(qiáng)大速小的地方壓強(qiáng)大, ,流速大的地方壓強(qiáng)流速大的地方壓強(qiáng)小。小。2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）22221OOAppvhOg2v流速計(jì)流速計(jì)原理原理221vOAba伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）23問(wèn)題問(wèn)題: : 氣體流速如何測(cè)量氣體流速如何測(cè)量皮托管皮托管伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）24ghpp2121222121vvQ =S1 v1= S2 v2 2221212SSghSSQ流量計(jì)流量計(jì)伯努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）2

13、5例例 用一根跨過(guò)水壩的粗細(xì)均勻的虹吸管用一根跨過(guò)水壩的粗細(xì)均勻的虹吸管, ,從水庫(kù)從水庫(kù)里取水里取水, ,如圖所示如圖所示. .已知虹吸管的最高點(diǎn)已知虹吸管的最高點(diǎn) C C 比水庫(kù)比水庫(kù)水面高水面高 2.50 m2.50 m, , 管口出水處管口出水處 D D 比水庫(kù)水面低比水庫(kù)水面低4.504.50 m, m, 設(shè)水在虹吸管內(nèi)作定常流動(dòng)設(shè)水在虹吸管內(nèi)作定常流動(dòng). .(1) (1) 若虹吸管的內(nèi)徑為若虹吸管的內(nèi)徑為3.003.001010-2-2m,m,求從虹吸管流出求從虹吸管流出水的體積流量水的體積流量. .(2) (2) 求虹吸管內(nèi)求虹吸管內(nèi) B B、C C 兩處兩處的壓強(qiáng)的壓強(qiáng). .伯

14、努利方程伯努利方程【應(yīng)用應(yīng)用】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）26(1) (1) 取虹吸管為細(xì)流管取虹吸管為細(xì)流管, ,DDDAAApghpgh222121vv解解: :選取水面為參考面，則選取水面為參考面，則 A A、B B 點(diǎn)的高度為點(diǎn)的高度為 0,0,C C點(diǎn)的高度為點(diǎn)的高度為 2.50m,2.50m,D D 點(diǎn)的高度為點(diǎn)的高度為 - 4.50 m- 4.50 m。對(duì)于流線對(duì)于流線 ABCDABCD 上的上的 A A、D D 兩點(diǎn)兩點(diǎn), ,根據(jù)伯努利方程有根據(jù)伯努利方程有 2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）27結(jié)果結(jié)果: :通過(guò)改變通過(guò)改變 D D 點(diǎn)距水面的垂直距離和虹吸

15、管內(nèi)點(diǎn)距水面的垂直距離和虹吸管內(nèi)徑徑, ,可以改變虹吸管流出水的體積流量?？梢愿淖兒缥芰鞒鏊捏w積流量。由連續(xù)性方程有由連續(xù)性方程有 DADASSvv 因因S SA AS SD D, ,所以所以v vA A0, ,p pA A= = p pD D= =p p0 0. .)(2DADhhgv1 -1sm4 . 9sm)5 . 4(08 . 9242DDDDDSQv133-1322sm106 . 6sm4 . 94)1000. 3(14. 32022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）28(2)(2)同一流線同一流線A A、B B兩點(diǎn)兩點(diǎn)221122AABBppvv2012BBppv根據(jù)連續(xù)性方程，

16、均勻虹吸管內(nèi)水的速率處處相根據(jù)連續(xù)性方程，均勻虹吸管內(nèi)水的速率處處相等，等，v vB B= =v vD D. .結(jié)果結(jié)果：在重力勢(shì)能不變的情況下：在重力勢(shì)能不變的情況下, ,流速大處壓強(qiáng)小流速大處壓強(qiáng)小, ,流速小處流速小處, ,壓強(qiáng)大壓強(qiáng)大. .B B點(diǎn)壓強(qiáng)小于大氣壓點(diǎn)壓強(qiáng)小于大氣壓, ,水能夠進(jìn)水能夠進(jìn)入虹吸管。入虹吸管。 Pa107 . 54 . 9100 . 12110013. 14235B p2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）29對(duì)于對(duì)于C C、D D兩點(diǎn)兩點(diǎn)均勻虹吸管內(nèi)均勻虹吸管內(nèi), ,水的速率處處相等水的速率處處相等, ,v vC C= =v vD D , ,整理得整理得

17、)(0CDChhgpp虹吸管最高處虹吸管最高處C C點(diǎn)的壓強(qiáng)比入點(diǎn)的壓強(qiáng)比入口處口處B B點(diǎn)的壓強(qiáng)低點(diǎn)的壓強(qiáng)低, ,水庫(kù)的水水庫(kù)的水能上升到最高處被引出來(lái)能上升到最高處被引出來(lái). .Pa102 . 3Pa)5 . 25 . 4(8 . 9100 . 110013. 1435 DDDCCCghpghp222121vv這將發(fā)生什么現(xiàn)象？則如果?, 0DCChhP2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）30地鐵安全線地鐵安全線伯努利管伯努利管 水流抽氣機(jī)原理水流抽氣機(jī)原理伯努利現(xiàn)象伯努利現(xiàn)象2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）31粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)o牛頓粘滯定律牛頓粘滯定律dxSdvF

18、/F粘滯力（粘滯力（viscous force)viscous force)dxdv/速度梯度速度梯度( (velocity gradient)velocity gradient)（viscous coefficient,viscidity)viscous coefficient,viscidity)描寫物質(zhì)粘稠程度屬性的系數(shù)。通過(guò)運(yùn)描寫物質(zhì)粘稠程度屬性的系數(shù)。通過(guò)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。與溫度有關(guān)。動(dòng)表現(xiàn)。與溫度有關(guān)。S兩流層的接觸面積兩流層的接觸面積( (laminar flow)laminar flow) 流體各流層之間不相混雜的流動(dòng)。流體各流層之間不相混雜的流動(dòng)。2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)

19、動(dòng)）32粘性流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，相鄰流層以不同的速度粘性流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，相鄰流層以不同的速度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng), ,彼此不相混合。彼此不相混合。 流層之間的摩擦力稱為粘滯力。粘滯力的特點(diǎn)是流層之間的摩擦力稱為粘滯力。粘滯力的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，有不可逆轉(zhuǎn)的能量消耗運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，有不可逆轉(zhuǎn)的能量消耗 流體的黏性力流體的黏性力粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【粘滯力解釋粘滯力解釋】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）33相距相距 x x 的的兩流層的速率差為兩流層的速率差為 v v ，則則 表示這兩層之間表示這兩層之間的速率變化率。的速率變化率。 xv 稱為沿稱為沿 x x 方向的速率梯度。方向的速率梯度。

20、xddv粘性流體的流動(dòng)粘性流體的流動(dòng)xvv0limddxx粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【速度梯度速度梯度】x xo2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）34xSFddv 是反映流體粘性的宏觀物理量，與物質(zhì)的性質(zhì)是反映流體粘性的宏觀物理量，與物質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)。和溫度有關(guān)。 【Pas (Pas (泊泊) )】。 粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【粘滯系數(shù)粘滯系數(shù)】液體的內(nèi)摩擦力小于固體之間的摩擦力，古人液體的內(nèi)摩擦力小于固體之間的摩擦力，古人開(kāi)鑿運(yùn)河，用于運(yùn)輸；用機(jī)油潤(rùn)滑機(jī)械開(kāi)鑿運(yùn)河，用于運(yùn)輸；用機(jī)油潤(rùn)滑機(jī)械, ,減少磨減少磨損，都是這一原理的應(yīng)用。氣體的粘滯性則更損，都是這一原理的應(yīng)用。氣體的

21、粘滯性則更小小, ,氣墊船的使用就是利用了氣體的這一特性。氣墊船的使用就是利用了氣體的這一特性。遵從牛頓粘滯定律的流體稱為牛頓流體遵從牛頓粘滯定律的流體稱為牛頓流體( (如水、酒如水、酒精、血漿等精、血漿等),),不遵從牛頓粘滯定律的流體稱為非不遵從牛頓粘滯定律的流體稱為非牛頓流體牛頓流體( (如血液、膠體溶液和燃料水溶液等如血液、膠體溶液和燃料水溶液等) )。 2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）35粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【泊肅葉定律泊肅葉定律】)(8214PPLRQ描寫不可壓縮牛頓流體在剛性水平圓管中穩(wěn)定流動(dòng)。描寫不可壓縮牛頓流體在剛性水平圓管中穩(wěn)定流動(dòng)。)(42221rRLpp

22、v流速隨管子半徑流速隨管子半徑 r 的變化規(guī)律的變化規(guī)律泊肅葉定律提供了粘滯系數(shù)的測(cè)定方法。泊肅葉定律提供了粘滯系數(shù)的測(cè)定方法。 已知細(xì)管的半徑已知細(xì)管的半徑和長(zhǎng)度，并測(cè)出這一長(zhǎng)度上的壓強(qiáng)差和流量，即可由泊肅葉和長(zhǎng)度，并測(cè)出這一長(zhǎng)度上的壓強(qiáng)差和流量，即可由泊肅葉公式算出粘滯系數(shù)。公式算出粘滯系數(shù)。fRPQ48fLRR流阻流阻 Pasm3 (帕秒米3).2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）36由圖可知，要使管內(nèi)的粘性由圖可知，要使管內(nèi)的粘性液體作勻速運(yùn)動(dòng)液體作勻速運(yùn)動(dòng), ,必須有外力必須有外力來(lái)抵消液體的內(nèi)摩擦力，這來(lái)抵消液體的內(nèi)摩擦力，這個(gè)外力就是來(lái)自管道兩端的個(gè)外力就是來(lái)自管道兩端的壓強(qiáng)

23、差。壓強(qiáng)差。均勻水平管中粘性流體的壓強(qiáng)分布均勻水平管中粘性流體的壓強(qiáng)分布泊 肅 葉泊 肅 葉 ( J . L . M . ( J . L . M . PoiseuillePoiseuille，1799-1799-1869) 1869) 法國(guó)生理學(xué)家法國(guó)生理學(xué)家. .412()8RQppL粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【泊肅葉定律泊肅葉定律】2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）37人體循環(huán)系統(tǒng)各類血管中的血壓人體循環(huán)系統(tǒng)各類血管中的血壓2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）38粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【物體在粘性流體中的阻力物體在粘性流體中的阻力】一般規(guī)律一般規(guī)律 F = k v 斯托克

24、斯斯托克斯 (G.G.Stokes, (G.G.Stokes, 1819-1903)1819-1903)英國(guó)力學(xué)家、英國(guó)力學(xué)家、數(shù)學(xué)家。數(shù)學(xué)家。6frv斯托克斯定律斯托克斯定律G.G.Stokes ，18512022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）39小球受到的粘性摩擦阻力為小球受到的粘性摩擦阻力為 6 rvT )(922grTv終極速度終極速度Trrrv6343433343rg設(shè)小球的密度為設(shè)小球的密度為 ，則小球所受的重力為則小球所受的重力為343rg設(shè)流體的密度為設(shè)流體的密度為，則小球所受的浮力為則小球所受的浮力為小球達(dá)到終極速度時(shí)小球達(dá)到終極速度時(shí)，三力平衡三力平衡，即，即 終極速度終

25、極速度(terminal velocity)(terminal velocity)沉降速度沉降速度(sedimentation velocity),(sedimentation velocity),用用 vT 表示。表示。利用此關(guān)系可利用此關(guān)系可測(cè)量液體粘度測(cè)量液體粘度 2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）40離心機(jī)原理離心機(jī)原理22)(92rxTv2x用代替g2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）41粘性流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律粘性流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律12222211212121wPghvPghv描寫不可壓縮粘性流體的穩(wěn)定流動(dòng)描寫不可壓縮粘性流體的穩(wěn)定流動(dòng)2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)

26、）42(turbulent flow)具有混雜、紊亂流動(dòng)特征的流具有混雜、紊亂流動(dòng)特征的流動(dòng)叫做湍流。動(dòng)叫做湍流。粘性流體的運(yùn)動(dòng)粘性流體的運(yùn)動(dòng)【湍流湍流】vrRe雷諾數(shù)雷諾數(shù)一個(gè)無(wú)量綱的純數(shù)，用于判斷流體作層流或湍流。一個(gè)無(wú)量綱的純數(shù)，用于判斷流體作層流或湍流。ReRe10001000層流；層流；Re Re 15001500湍流；湍流；10001000 ReRe 1500 1500過(guò)渡流。過(guò)渡流。農(nóng)民工與農(nóng)民工與社會(huì)穩(wěn)定社會(huì)穩(wěn)定2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）43雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn)湍流湍流層流層流過(guò)渡流過(guò)渡流2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）44血壓測(cè)量原理血壓測(cè)量原理2022-5

27、-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）45血管面積與流速血管面積與流速2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）46高爾夫球運(yùn)動(dòng)起源于高爾夫球運(yùn)動(dòng)起源于1515世紀(jì)的蘇格蘭，當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為世紀(jì)的蘇格蘭，當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為表面光滑的球飛行阻力小，因此用皮革制球。表面光滑的球飛行阻力小，因此用皮革制球。后來(lái)發(fā)現(xiàn)表面有很多劃痕的舊球反而飛得更遠(yuǎn)后來(lái)發(fā)現(xiàn)表面有很多劃痕的舊球反而飛得更遠(yuǎn), ,這這個(gè)謎直到個(gè)謎直到2020世紀(jì)建立流體力學(xué)邊界層理論才得以解世紀(jì)建立流體力學(xué)邊界層理論才得以解開(kāi)開(kāi). . 現(xiàn)代高爾夫球現(xiàn)代高爾夫球 早期高爾夫球早期高爾夫球高爾夫球表面應(yīng)該光滑還是粗糙？高爾夫球表面應(yīng)該光滑還是粗糙？2022-5-1醫(yī)用物理學(xué)（流體的運(yùn)動(dòng)）47汽車發(fā)明于汽