Objemová sila

Objemová sila je vonkajšia sila pôsobiaca na objem systému. Všetky sily ktoré vznikajú vďaka neinerciánosti vzťažnej sústavy a ich veľkosť je priamo úmerná od elementu hmoty, alebo objemu môžeme vnímať ako objemové.

Jednotky objemovej sily sú sila na objem, ale niekedy tiež na hmotu. Objemové sily slúžia na zahrnutie niektorých pôsobení najmä v mechanike tekutín, kde sa za základ diferenciálnych vzťahov berie opráve element objemu.

Bežné príkady objemových síl sú:

• Gravitácia
• Dostredivá sila
• Coriolisova sila

Ak pôsobí na hmotu $dm$ uzatvorenú v objeme $dV$ zrýchlenie, spôsobí vznik objemovej sily:

$d\overrightarrow{F}=dm\overrightarrow{a}$

$\overrightarrow{f}=d\overrightarrow{F}/dV=\rho \overrightarrow{a},$

kde$\rho$ je hustota v danom bode. Táto rovnica je vyjadrením zákonu sily pre elementárny objem kontinua. Integráciou dostaneme vzťah pre silu v konečnom objeme $V$:

$\overrightarrow{F}=\underset{V}{\int }\overrightarrow{f}dV=\underset{V}{\int }\rho \overrightarrow{a}dV$

Objemové sily sa uplatnia najmä pri bilancovaní hybnosti v Navier-Stokesovej rovnici, alebo Cauchyho rovnici dynamickej rovnováhy.

Opakom objemových síl sú sily pôsobiace na element plochy, vyjadrené ako napätia.

Literatúra

• Hofmann J., Urbanová M.: Fyzika I, VŠCHT Praha 2005.

Pozri aj

• Mechanické napätie
• Navier-Stokesova rovnica
• Cauchyho rovnica dynamickej rovnováhy