Skysčių dinamika. Judėjimo vandenyje dinamikos ypatumai traukio jėgos sukūrimas ir pasipriešinimas judant vandenyje

Ištrauka

Skysčių dinamika. Judėjimo vandenyje dinamikos ypatumai: traukio jėgos sukūrimas ir pasipriešinimas judant vandenyje.

Skysčių dinamika – tai skysčių mechanikos šaka, kurioje nagrinėjamos skysčio
judėjimas, įvertinant jį veikiančias jėgas.
Skysčių dinamika arba hidrodinamika – tai skysčių mechanikos šaka, kurioje nagrinėjamas skysčio
judėjimas, įvertinant jį veikiančias jėgas. Tuo tarpu skysčių dinamikoje sūkuriu vadinamas
vandenyne ar jūroje susiformavęs besisukančios masės darinys (Serovaitė ir kiti, 2011). Teorinius
hidrodinamikos pagrindus sudaro Oilerio idealiojo skysčio lygtys bei Navjė – Stokso klampiojo
skysčio lygtys. Hidrodinamikos metodai padeda spręsti hidrologijos, hidrotechnikos,
meteorologijos, šiluminės fizikos uždavinius, atlikti hidraulinių turbinų, siurblių, vamzdynų
skaičiavimus. Baltijos jūros priekrantės hidrodinaminio režimo tyrimas svarbus dėl šių priežasčių:
1) audrų metu (ekstremaliomis gamtinėmis sąlygomis) dėl vandens masių cirkuliacijos vyksta
sąnašų judėjimas, pakeičiantis dugno reljefą ir kranto liniją; 2) vykdant bet kurią ūkinę veiklą
(naujų molų statyba, dampingo vietos parinkimas), norint įvertinti naujų statinių apkrovas ir poveikį
jūrinei aplinkai, būtina nustatyti tėkmės struktūros pokyčius Baltijos jūros Lietuvos priekrantės
zonoje (Gailiušis ir kiti, 2002).
Hidrodinamika yra hidromechanikos šaka, tirianti nespūdžiųjų skysčių tekėjimą ir jų sąveiką su
kietuoju kūnu arba dviejų skirtingų skysčių sąveiką skiriamuoju paviršiumi. Hidrodinamikos
metodais nustatomas skysčio greitis ir slėgis bei kiti parametrai bet kuriame tėkmės taške, bet
kuriuo laiko momentu. Taip pat galima nustatyti slėgio ir trinties jėgas, veikiančias skystyje judantį kūną.
Kūnui judant horizontalia plokštuma jis sustoja. Tai įvyksta dėl trinties jėgų. Trinties jėgų prigimtis
yra įvairi. Veikiant trinties jėgoms mechaninė energija virsta vidine besiliečiančių kūnų energija.
Trinties jėgos būna vidinės (skysčiuose) ir išorinės ( tarp besiliečiančių kūnų). Išorinė trintis
susidaro tarp kūnų lietimosi plokštumoje. Jeigu kūnai vienas kito atžvilgiu nejuda, tai yra rimties trintis.
Vandens pasipriešinimas. Žmogus juda vandenyje dėl varomosios jėgos ir vandens pasipriešinimo
sąveikos. Varomoji jėga- tai plaukiančiojo rankų ir kojų raumenų, atliekant atsistūmimo judesius,
pastangos. Vandens pasipriešinimas mažina plaukimo greitį ir yra proporcingas greičiui kvadratu.
Bendras pasipriešinimas gali būti išreikštas formule: R=K*V² (V- plaukimo greitis (m/s); K –
pasipriešinimo koeficientas, kurio dydis priklauso nuo morfologinių plaukiko ypatumų). Skysčio
debitą lemia didėjantis sukamųjų jėgų momentas, dėl kurio mechaninės trinties ir klampos jėgų
stabdantysis poveikis santykinai mažėja, kol pasiekiama sukamųjų ir stabdančiųjų jėgų pusiausvyra
(Pedišius ir kiti, 2016).
Bendrą vandens pasipriešinimą sudaro: bangų, trinties ir sūkurinis pasipriešinimas. Bangų
pasipriešinimas didėja atsižvelgiant į kūno padėtį. Plaukiant priekinė kūno dalis skiria vandenį
sukeldama bangas. Plaukiant ir atliekant įvarius judesius, kūnas turi gulėti kuo horizontaliau, o
priekinė kūno dalis kuo mažiau išjudinti vandens.