剪應力

黏度(或稱黏滯性)

黏度(或稱黏滯性) (Viscosity)
國立臺灣大學物理所 黃一玄

人們經常有將蜂蜜或水倒入到杯中的經驗:倒蜂蜜的時候,流得慢,倒水的時候,流得快。也有使用橄欖油煮菜的經驗:隨著鍋子溫度愈來愈高,油就越容易滑動。之所以會有這種現象,是因為不同液體、或者同一液體在不同溫度的黏度不同所致。

黏度是液體受力(剪應力(shear stress)、張應力(tensile stress)而產生抗拒流動或形變的一種量度。

巨觀來看,對液體而言,升高溫度則降低黏度,而降低溫度則增加黏度。對氣體而言則相反。而從微觀來看,對液體而言,增加溫度,等於增加分子運動速度,因此就容易克服分子間的吸引力,導致黏度減低。也由於黏度受分子間吸引力影響,因此能建立愈多分子間吸引力的分子,黏度愈高。例如:異丙醇(isopropanol,C3H8O ) < 丙二醇(propylene glycol,C3H8O2 ) < 甘油 (glycerol, C3H8O3)[4]。此外,分子的大小跟形狀也會影響黏度。

正向力

正向力 (Normal Force)
國立臺灣大學物理系蘇冠禎

正向力怎麼來的?

當物體放在一個平面上時,這個平面會因形變而產生一個推向此物體的力,因為這個力垂直平面,所以被稱為正向力(normal force),normal在此就是「垂直」的意思。

想像一下,你站在一個墊子上,這個墊子會向下產生形變而給予你一個向上的正向力,此力與你身體的重力抵消,使你不會掉下去。在真實世界裡「剛體(rigid body)」並不存在,也就是說,每個物體都能夠產生形變,所以即使你是站在堅硬地板上,地板一樣會形變而提供正向力,只不過它形變的程度非常微小罷了。

正向力有多大?

想像在一個電梯裡,你站在體重機上面,體重機數值顯示的就是機器內部彈簧形變的程度,我們將此數值稱為「視重」。此時你受到兩個力,一個是地球給你的重力向下,另一個是體重機給你的正向力向上。