Fluid Dynamics vs Fluid Mechanics
Mienendo ya maji na mechanics ya maji ni nyanja mbili muhimu sana za masomo katika fizikia. Nyanja hizi ni muhimu sana linapokuja suala la masomo kama vile uhandisi wa anga, uhandisi wa baharini, uhandisi wa kijeshi na kijeshi, na nyanja zingine mbali mbali. Mitambo ya maji na mienendo ya ugiligili inaweza kuchukuliwa kama uga mpya kabisa wa ufundi wa kitamaduni ambapo uwezekano na thermodynamics hucheza majukumu muhimu sana. Ili kuelewa kikamilifu vipengele vya mechanics ya maji na mienendo ya maji, ni lazima mtu awe na ujuzi mzuri katika uhifadhi wa nishati, maeneo ya vekta, na hata thermodynamics ya takwimu. Katika makala haya, tutajadili mechanics ya kimiminika na mienendo ya ugiligili ni nini, kanuni zake za msingi, mfanano, matumizi, na hatimaye tofauti zake.
Mitambo ya Majimaji
Kioevu kinafafanuliwa kuwa ama gesi au kimiminika. Mitambo ya maji ni utafiti wa tabia ya vinywaji na gesi. Mitambo ya maji iliyofafanuliwa kwa usahihi zaidi ni uchunguzi wa maji na nguvu juu yao. Mitambo ya maji ina nyanja kuu tatu. Hizi ni tuli za maji ambazo huchunguza vimiminika wakati wa kupumzika, kinematiki ya maji ambayo huchunguza mienendo ya viowevu, na mienendo ya umajimaji ambayo huchunguza athari za nguvu kwenye mwendo wa maji. Lakini kama tunavyojua, vinywaji na gesi hazina hali thabiti. Daima kuna mwendo wa nasibu kutokana na msukosuko wa joto wa gesi na vimiminiko. Hata hivyo, msukosuko wa joto wa gesi ni wa juu zaidi kuliko ule wa vinywaji. Mmoja wa waanzilishi wa mechanics ya maji alikuwa Archimedes. Kanuni yake maarufu ya uchangamfu ilikuwa mojawapo ya kanuni za kwanza kabisa katika mechanics ya maji. Baadaye, wanasayansi mashuhuri kama Leonardo da Vinci, Evangelista Torricelli, Isaac Newton, Blaise Pascal, Daniel Bernoulli na wanahisabati mashuhuri kama Euler, d'Alembert, Lagrange, Poisson na Laplace walitoa mchango mkubwa katika utafiti wa mechanics ya maji. Uga wa mnato uliendelezwa baadaye na Poiseuille, Hagen, Navier na Stokes.
Fluid Dynamics
Mienendo ya maji ni sehemu ndogo ya ufundi wa umajimaji. Mienendo ya maji husoma athari za nguvu kwenye mwendo wa maji. Milinganyo mashuhuri zaidi katika mienendo ya maji ni mlinganyo wa Bernoulli, ambao ulipendekezwa na Daniel Bernoulli. Inafafanuliwa kwa maji yasiyoweza kubana, isiyoonekana kwenye mtiririko thabiti na usio na msukosuko. Kwa giligili kama hiyo, muhtasari wa shinikizo la hydrostatic, nishati ya kinetic kwa ujazo wa kitengo na nishati inayoweza kutokea kwa kila kitengo ni mara kwa mara. Hii inaweza kutumika kwa mstari wowote wa kiholela wa mtiririko katika kioevu. Hata hivyo, vimiminika katika hali halisi havitii mlingano huu kwa kuwa vinaweza kubana na vinato. Milinganyo mingine muhimu ya mienendo ya maji ni milinganyo ya Navier-Stokes na nadharia ya usafiri ya Reynolds. Hizi kimsingi ni uhifadhi wa wingi, uhifadhi wa nishati na uhifadhi wa kasi katika aina tofauti. Kipengele muhimu cha mienendo ya maji ni aerodynamics. Ndege hutumia nadharia ya Bernoulli kuunda tofauti ya shinikizo kati ya juu na chini ya mbawa. Hii inafanya uwezekano wa kuruka. Hydrodynamics pia ina sehemu muhimu katika maisha ya kila siku.
Kuna tofauti gani kati ya Fluid Mechanics na Fluid Dynamics?
• Mitambo ya maji huchunguza vimiminika katika hali tuli au inayobadilika.
• Mienendo ya maji ni sehemu ndogo ya mechanics ya umajimaji. Inachunguza tu athari za nguvu kwenye viowevu vinavyosonga.
