粘滞力是内摩擦力吗？

现象：从玻璃杯中倒出水来很容易，但要倒出油漆就困难的多。

原因：这是由于油漆粘稠的缘故。而油漆粘稠的原因是油漆各部分之间存在粘滞力。其实水也存在粘滞力。粘滞力是一切流体共有的重要特性。

分析：粘滞力是内摩擦力。而内摩擦力不是质量力，而是表面力。根据牛顿内摩擦力定律，当液体做层状运动时，简称层流，液体可以看作是一层一层的叠状物。而在不同层的叠状物之间由于速度不同，而产生内摩擦。

计算：液体的内摩擦力，记为切应力。切应力与速度梯度或剪切变形速度成正比。

动量分析：由于切应力，而产生动量传递。

能量分析：由于切应力，而产生能量交换。在能量交换时，由于内摩擦力做功而使得水流机械能转化为热能而发生动能减小。

实验：

程序模拟：

二元层状平行流体中垂线上的流速分布图。

下层液体对上层液体的内摩擦切应力方向与流动方向相反，使得运动减缓；上层对下层的则与流动方向相同，使得运动加快。

内摩擦定律：

τ=μ*du/dn

从公式可以看出，内摩擦力只与相对速度有关，而与质量无关。μ为动力粘性系数。

而μ与密度ρ的比值代表粘滞性。

v=μ/ρ

μ和v与液体种类及温度有关。20°C的水v=0.01厘米^2/秒。

流速梯度du/dn实际上代表了液体质点的剪切变形速度。图1-3为一正方形流体质点abcd，ab层速度为u+du，cd层速度为u。经过dt时间后，正方形质点变为平行四边形。

其变形值为：

dθ=(du*dt)/dn

即：剪切变形速度dθ/dt=du/dn。

符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，反之称为非牛顿流体。下图给出了几类流体的切应力τ与速度梯度du/dn（等于角变形速度dθ/dt）的关系。