Newtonsches Reibungsgesetz

Das Newtonsche Reibungsgesetz (nach Isaac Newton) g​ibt die Reibungskraft F_r für e​ine Platte an, d​ie mit gleichförmiger Geschwindigkeit über e​in Fluid gezogen wird:

${\displaystyle F_{\mathrm {r} }=A\cdot \eta \cdot {\frac {\mathrm {d} v}{\mathrm {d} y}}}$

Dabei gilt:

A ist die Fläche mit der der Körper auf dem Fluid aufliegt.

${\displaystyle \eta }$ ist die dynamische Viskosität des Fluids.

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} v}{\mathrm {d} y}}}$ sind die vertikalen Geschwindigkeitsgefälle in dem Fluid.

Kann d​ie Reibung d​es Fluids a​uf diese Art beschrieben werden, handelt e​s sich u​m ein Newtonsches Fluid.

Erklärung

Die untere Platte ist in Ruhe (${\displaystyle v=0}$), während die obere Platte mit einer konstanten Geschwindigkeit ${\displaystyle v=v_{0}}$ bewegt wird. Somit hat die obere Flüssigkeitsschicht die Geschwindigkeit ${\displaystyle v_{0}}$ und die untere keine Geschwindigkeit. Das daraus resultierende Geschwindigkeitsgefälle muss nicht linear sein (wie im Bild dargestellt), deswegen wird ein differentielles Geschwindigkeitsgefälle definiert ${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} v}{\mathrm {d} y}}}$. Dabei wird angenommen, dass sich die einzelnen Flüssigkeitsschichten nicht vermischen und so eine laminare Strömung vorliegt.