Заставляет ли жидкость с нулевой вязкостью движущееся в ней тело уменьшать свою скорость?

Я считаю, что это известный парадокс гидродинамики, известный как парадокс Даламбера. TL; DR на это: если вы предполагаете нулевую вязкость и потенциальный поток, вы не получаете никакой силы сопротивления, хотя это противоречит здравому смыслу.

Эффект, который вы описываете во втором абзаце, напоминает мне явление индуцированной или добавленной массы , хотя это относится к ускоряющимся телам, а не к телам с постоянной скоростью, движущимся через стационарную жидкость.

Перпендикулярное воздействие на металл заставляет жидкость отскакивать назад и изменять импульс. Без какого-либо влияния на окружающую жидкость за счет сил трения в жидкости, имеющей ведь нулевую вязкость. Таким образом, турбулентность не возникает, и жидкость со стороны металлической пластины, на которую ударяется жидкость, скапливается в двух областях, не влияющих друг на друга: слой жидкости со скоростью в направлении скорости металла пластина (из-за изменения импульса) и слой, на который пластина не влияет (см. рисунок). Жидкость, движущаяся «снаружи» пластины, обтекает край пластины в направлении более низкого давления жидкости (созданного движущейся пластиной), не образуя турбулентности, а жидкость за пластиной движется вместе с той же скоростью, но меньшей плотностью и, следовательно, меньшей импульс. Это компенсирует изменение импульса жидкости перед пластиной, поэтому не создается результирующая сила, замедляющая пластину. Но это остается нелогичным. См. рисунок ниже. (Кстати, к настоящему моменту должно быть ясно, что я больше не согласен с моим ответом «да» на ответ в моем вопросе).

Если я увеличу пластину, низкое давление за пластиной станет выше, так что больше жидкости без трения «всосется», в результате чего изменение количества движения (из-за большей площади пластины) будет компенсировано скорректированным уменьшенным плотность жидкости за пластиной.

изменение количества движения из-за отскока жидкости от пластины компенсируется равным, но противоположным изменением количества движения, вызванным меньшей плотностью жидкости за пластиной. Таким образом, результирующая сила (=dP/dt) на пластине равна нулю. Отличие от парадокса Даламбера в том, что в этом случае жидкость несжимаема.

Итак, конечно, вы можете применить это рассуждение к массам любой формы. РЕДАКТИРОВАТЬ1 Теперь я вижу, что, хотя плотность жидкости за пластиной становится меньше, общий импульс остается прежним из-за большей площади. Импульс двух слоев жидкости выше и ниже слоя с измененным импульсом из-за столкновения с пластиной, конечно, должен оставаться одним и тем же, так что действительно (как и было мое первое впечатление) есть результирующая сила, которая замедляет движение. тарелка. Я думаю, это потому, что, в отличие от парадокса Даламбера, жидкость несжимаема.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2 Плотность жидкости за пластиной не меняется, но скорость жидкости будет ниже (например, скорость автомобилей, движущихся по дороге с двумя газонами, уменьшится, если они переедут на дорогу с четырьмя полосами движения), поэтому общее импульс вправо будет таким же, как суммарный импульс двух слоев со скоростью вправо.

РЕДАКТИРОВАТЬ3

Последнее редактирование! См. второе изображение. Жидкость за пластиной разделена на три слоя. Слои выше и ниже имеют тот же импульс, что и два слоя слева, но средний слой имеет импульс меньше основного импульса (этот правый средний слой не взаимодействует с двумя слоями выше и ниже него). из-за отсутствия внутреннего трения), из-за низкого давления за пластиной. Трубка с жидкостью имеет бесконечную длину. Таким образом, пластина останавливается до точки, где она имеет ту же скорость, что и жидкость, и вся жидкость снова течет вправо с одинаковым импульсом везде. Итак, насколько я понимаю, движение жидкости без вязкости остановит движущийся в ней объект.

Последнее последнее замечание. Конечно, жидкость без вязкости может передавать энергию пластине. Так и остается в движении. Вопрос в том, как течет жидкость. Это можно проверить в эксперименте с движущейся сверхтекучей жидкостью и помещением в нее металлической пластинки перпендикулярно направлению скорости жидкости. Когда вы сделаете линии тока видимыми, вы сможете увидеть, является ли второе изображение хорошим представлением реальной жидкости. Разумеется, увеличение импульса слева от пластины компенсируется уменьшением импульса справа. Конец связи!