Body Forces
Body forces. Gaya tubuh, yang disajikan sebagai gaya per unit volume, juga dapat timbul karena berbagai efek. Ada banyak contoh, tetapi yang dominan diberikan berikut
Gaya Gravitasi
Gaya yang mewakili berat volume material per satuan volume dalam kehadiran medan gravitasi disebut sebagai gaya gravitasi (Gambar 3.6) dan dinyatakan sebagai:
di mana g adalah vektor percepatan gravitasi.
Gambar 3.6 Gaya-gaya tubuh yang bertindak pada elemen diferensial
Rotasi Sistem
Saat memecahkan masalah aliran fluida dalam kerangka referensi yang berputar, gaya yang timbul akibat rotasi benda padat dari kerangka referensi harus diperhitungkan. Ini dapat dilihat sebagai gaya benda dari bentuk
Di mana ω adalah kecepatan sudut dari kerangka referensi yang berputar dan r adalah vektor posisi (Gambar 3.7). Perlu diperhatikan bahwa gaya gravitasi dan sentrifugal bergantung pada posisi tetapi tidak pada kecepatan. Oleh karena itu, mereka dapat diserap ke dalam tekanan yang dimodifikasi dan oleh karena itu diabaikan secara efektif sebagai entitas terpisah kecuali muncul dalam kondisi batas. Namun, gaya Coriolis harus diperlakukan secara eksplisit. Gaya lainnya, seperti gaya magnetik dan listrik, dapat ditambahkan tergantung pada situasi tertentu. Karena banyaknya jenis gaya benda yang mungkin, tidak ada jenis tertentu yang akan diadopsi dalam persamaan yang akan datang dan gaya fb generik tetap dipertahankan. Dengan mengganti gaya eksternal f dalam Persamaan (3.23) dengan ekspresi setara, bentuk konservatif umum dari persamaan momentum diperoleh sebagai
Gambar 3.7 Gaya-gaya tubuh akibat rotasi benda tegar dalam suatu kerangka referensi yang berputar