ПОНЯТИЕ О ПОЛЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Понятие о поле физической величины [c.131]

Обсудим теперь другое важное понятие механики сплошных сред, а именно понятие о поле. Напомним, что полем, называется любая физическая величина, заданная как функция точки пространства и времени. Поля могут быть скалярными, векторными, тензорными и др. Рассмотрим, например, скалярное поле плотности массы. Для этого усредним по физически бесконечно малому интервалу времени (включающему в себя данный момент 1) массу всех молекул, находящихся в физически бесконечно малом объеме ДУ (включающем в себя конец данного вектора г). Затем отнесем найденное таким образом среднее значение массы Дт к ДУ и определим плотность массы р = Дт/ДУ той частицы, которая в момент времени I находится в точке г. Повторяя эту процедуру для любого ДУ в любой момент найдем плотность массы [c.460]

Впервые понятие о системе единиц физических величин было введено в 1832 г. К. Гауссом применительно к области земного магнетизма. Гаусс показал, что единицу любой физической величины, в том числе и напряженности магнитного поля, можно определить, исходя из трех независимых друг от друга единиц длины, массы и времени. Системы единиц, основанные на единицах длины, массы и времени, были названы абсолютными [1, 2]. [c.85]

В кинематике сплошных сред, наряду с принятыми в кинематике дискретной системы точек понятиями перемещений, скоростей и ускорений, появляется характерное для сплошной среды представление о бесконечно малой деформации среды, определяемой тензором деформаций. Если рассматривается непрерывное движение текучей среды, то основное значение приобретает тензор скоростей деформаций, равный отношению тензора бесконечно малых деформаций к бесконечно малому промежутку времени, в течение которого деформация осуществилась. Как с динамической, так и с термодинамической стороны модель сплошной среды отличается от дискретной системы материальных точек тем, что вместо физических величин, сосредоточенных в отдельных ее точках, приходится иметь-дело с непрерывными распределениями этих величин в пространстве — скалярными, векторными и тензорными полями. Так, распределение массы в сплошной среде определяется заданием в каждой ее точке плотности среды, объемное силовое действие — плотностью распределения объемных сил, а действие поверхностных сил — напряжениями, определяемыми отношением главного вектора поверхностных сил, приложенных к ориентированной в пространстве бесконечно малой площадке, к величине этой площадки. Характеристикой внутреннего напряженного состояния среды в данной точке служит тензор напряжений, знание которого позволяет определять напряжения, приложенные к любой произвольно ориентированной площадке. Перенос тепла или вещества задается соответствующими им векторами потоков. [c.9]

Применительно к физическим явлениям элементарные представления геометрического подобия расширяются и распространяются на все величины, характеризующие данный процесс. Если учесть, что они могут изменяться как во времени, так и в пространстве, образуя поля, то возникает понятие о временном подобии и подобии полей, называемое кинематическим подобием. [c.104]

Из экспериментальных данных [7] хорошо известно, что процесс сушки в звуковом поле ускоряется лишь нри высоких уровнях звукового давления, тогда как при уровнях ниже 125—130 дб, как правило, он ничем не отличается от обычной конвективной сушки. В связи с этим было введено понятие критический уровень звукового давления , т. е. то звуковое давление, ниже которого звуковые колебания никак не воздействуют на процессы тепло-массообмена. Если о существовании такого критического уровня мнения почти всех авторов сходятся (исключение составляет работа Ричардсона [42], в которой указывается, что этот термин, удобный для инженерных расчетов, якобы не имеет никакого физического смысла), то в оценке ее конкретной величины существуют большие разногласия. [c.598]

Для построения конечноэлементных моделей тепловых явлений нам надо вернуться к понятиям энтропии, скорости нагрева и температуры, рассмотренным в 12. Естественно возникает вопрос о том, какую из имеющихся в нашем распоряжении термодинамических переменных (абсолютная температура, тепловой поток, градиент температуры, поток энтропии и т. д.) избрать в качестве первичной, независимой переменной. Всюду в дальнейшем этот вопрос решается исходя из следующего соглашения. При построении конечноэлементных моделей физического явления в качестве первичных независимых переменных мы выбираем те, которые в этом явлении наиболее естественным образом наблюдаются или измеряются. Например, в таком чисто механическом явлении, как деформация твердого тела, очевидной и простейшей характеристикой является перемещение частиц относительно друг друга. Если известны поле перемещений и законы поведения материала, то можно вычислить все остальные механические величины, например тензор деформаций, скорость, градиенты деформации. Для тепло- [c.218]

В основу теории подобия положена идея о некоторых преобразованиях переменных, входящих в уравнения при использовании понятия о так называемых подобных явлениях. К подобным относятся физически одинаковые явле.чия, которые протекают в геометрически подобных областях, имеют подобные поля для каждой из физических величин, характеризующих эти явления. [c.138]

Если применительно к какой-либо экспериментальной операции можно сказать, что для определения степени достижения цели этой операции применима метрологическая методология, такую операцию наверняка можно отнести к традиционным измерениям, и остальные три признака тоже будут для нее характерны. Здесь нужно обратить внимание на следующую особенность операций, осуществляемых в рамках традиционных измерений. Имеется широкая область техники — управление технологическими процессами производства, управление режимом функционирования разнообразных объектов, допусковый контроль пара-,метров изделий — в которой используются почти измерения , то есть все операции, характерные для традиционных измерений, за исключением конечной операции — представления результата измерений в виде числа. В указанных процессах управления и контроля, а возможно, н в каких-либо других процессах информация о свойствах управляемого или контролируемого объекта иногда не отражается на числовую ось, не отражается математическими понятиями в области абстрактного. Размер величины, получаемой на выходе первичного измерительного преобразователя, далее может быть преобразован в другую величину, пригодную для непосредственного воздействия на орган управления (в системах управления) или для непосредственного сравнения с однородной величиной, размер которой соответствует заданным границам поля допуска (в системах допускового контроля). В отличие от измерений подобные операции объединены термином измерительные аналоговые преобразования . Для них характерны все принципиальные особенности традиционных измерений, только за исключением того, что здесь отсутствует результат измерений как число. Конечным результатом измерительного аналогового преобразования является некоторая физическая величина (в том числе, информативный параметр сигнала), размер которой отражает размер (значение) величины, подвергаемой измерительному аналоговому преобразованию. Эта величина аналогична измеряемой величине , н к ней относятся все рассуждения, изложенные в разделе 1.1 применительно к измеряемым величинам. К измерительному аналоговому преобразованию относятся все признаки традиционных измерений, за исключением первого — функции, [c.27]

В т. п. устанавливается понятие г р у п-п ы явлений как области, в пределах которой обобщение закономерно и плодотворно. Группы выделяются из класса на основе расширенного понимания условий однозначности. Задание условий однозначности для единичного явления заключается в определении частных значений ряда физич. величин, характеризующих особые его признаки. Применительно к группе явлений те же признаки выражаются в виде произведений из соответствующих величин на постоянные численные множители (м н о-жители преобразования), к-рые принимают различные частные значения для отдельных явлений, входящих в состав группы, но сохраняют неизменные значения в пределах каждой данной системы. Умножение совокупности величин на один и тот же численный множитель есть подобное преобразование и X. Следовательно условия однозначности всякого явления получаются из условий однозначности любого другого явления той же группы непосредственно с помощью подобного преобразования всех величин, входящих в их состав. Так, поверхности взаимодействия между системой и окружающей средой во всех явлениях одной и той же группы между собой подобны (геометрическое подобие систем). Физич. константы образуют подобные поля (физическое подобие систем). Векторы всех величин в начальный момент и на границах систем также между собой подобны (подобие начальных и граничных условий). Т. о. условия однозначности для различных явлений одной и той же группы по существу представляют между собой одну и ту же систему условий, данную в различных масштабах (в широком понимании этого слова имеется в виду не только геометрич. масштаб, нотакжемасштаб всех физич. величин скоростей, перепадов давлений, Г-ных градиентов и т. п.). Но условия однозначности в совокупности с основными ур-иями определяют все свойства явления. Поэтому явления одной и той же группы, отвечающие одинаковым ур-иям и подобным между собой условиям однозначности, представляют собой одно и то же явление, данное в различных масштабах, т. е. образуют группу подобных между собой явлений. Этот вывод выражает содержание важнейшей теоремы Т. п. подобие условий однозначности есть достаточное основание для утверждения подобия явлений, определяемых одной. и той же системой уравнений. Группа подобных между собою явлений и есть область обобщения данных опыта. [c.426]

Большой интерес среди инженеров вызвала серия экспериментальных исследований, проведенных Фойхтом и его учениками с целью разъяснить понятия, относящиеся к прочности материалов. Работая на образцах, вырезанных из крупных кристаллов каменной соли, Фойхт нашел, что сопротивление растяжению весьма сильно зависит от ориентации оси образца относительно кристаллографических осей. Оно зависит также и от характера поверхности образца. Фойхт показал, что легкое травление боковой поверхности стеклянных образцов приводит к резкому повышению их сопротивления. Равным образом им было показано, что при неоднородном поле напряжений сопротивление в точке зависит не только от величины напряжений в этой точке, но также и от степени их изменений от точки к точке. Сравнивая, например, предельные сопротивления растяжению изгиба для каменной соли и для стекла, он находит, что наибольшее напряжение разрушения при изгибе почти вдвое превышает соответствующее напряжение при разрыве. Много испытаний было проведено им в условиях сложного напряженного состояния с той целью, чтобы проверить теорию Мора. Все эти испытания выполнялись на хрупких материалах, и результаты их не совпадали с теорией. Фойхт пришел к заключению, что вопрос о физической сущности прочности слишком сложен и что построить единую теорию, которую можно было бы с успехом применять ко всем видам строительных материалов, невозможно. [c.413]

Наконец, о модели кварковых мешков. Развивая феноменологическую теорию путем введения упрощенных моделей и не имея определенных надежд точно описать динамику взаимодействия кварков, мы предполагаем, удовлетворяя идее асимптотической свободы, что внутри области, именуемой мешком и имеющей размер адронов (т.е. измеряемой в единицах fm = 10 см), кварки при полном присутствии глюонного газа (т.е. поля взаимодействия кварков) не асимптотически, а вообше свободны. Чтобы эта смесь идеальных ферми- и бозе-газов не разлеталась во все стороны, разрушая идею конфайнмента, стенки мешка создают длвление (точнее, его создает физический вакуум , окружающий мешок), уравновешивающее внутреннее давление идеальной кварк-глюонной плазмы. Так как мешок моделирует адронное состояние, то он заполнен скомпенсированной по цветам смесью и поэтому считается в целом белым. При очень высоких плотностях ядерной материи и температурах мешки могут перекрываться, поэтому кварк-глюонная плазма может находиться в мешках значительно больших размеров, чем 10 см, как это, возможно, было в первые моменты после Большого Взрыва Вселенной (см. том 1, 5, реликтовое излучение) и, может быть, реализуется внутри гигантских квазаров и тяжелых нейтронных звезд. В этих случаях термодинамическое рассмотрение становится более адекватным хотя бы потому, что для больших мешков, содержащих много ядерного материала, начинает реализовываться принцип термодинамической адди-тивиости (мешок же, соответствующий одному нейтрону или протону, на равновесные части не делится), без которого (см. том 1, 4) невозможно введение такого основного термодинамического понятия, как температура системы (а следовательно, и других термодинамических величин, характеризующих равновесное состояние многочастичной системы). [c.242]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...