Ich weiß, dass der Impuls in einem isolierten System erhalten bleibt, in dem weder Masse noch Energie fließen und die resultierenden externen Nettokräfte gleich Null sind.
Mein Zweifel ist, wenn ich ein (festes) Kontrollvolumen anstelle eines Systems studiere. Ich verstehe die Massen- und Energieerhaltungsgesetze perfekt, wenn sie auf das feste Kontrollvolumen angewendet werden. Mein Problem ist, wenn ich mit Momentum umgehen muss. Da das Fluid durch die Grenzen des Kontrollvolumens strömt, ist dieses "geschlossene" Fluid beim Experimentieren einer äußeren Nettokraft normalerweise ungleich Null (aufgrund der Oberflächenkräfte [Drücke und viskose Spannungsverteilungen) und Körperkräfte]. Wie kann der Impuls im Kontrollvolumen erhalten bleiben, wenn eine Nettokraft auf das Kontrollvolumen wirkt?
Ich weiß nicht, ob ich es selbst gut erklärt habe (mein Englisch ist sehr schlecht).
Danke schön.
Die auf die Flüssigkeit wirkenden Kräfte ändern ihren Impuls. Es wirken Kräfte auf die stationären Abschnitte der Begrenzung des Kontrollvolumens, und es werden auch Kräfte aufgebracht, um Fluid in das Kontrollvolumen zu zwingen und zu verhindern, dass es aus dem Kontrollvolumen herausfließt. Die Gesamtrate der Impulsänderung im Kontrollvolumen zu jedem Zeitpunkt ist gleich der Nettorate des eintretenden Impulses plus der zeitlichen Ableitung des Impulses pro Einheitsvolumen, integriert über das Kontrollvolumen.
Um dies in Bezug auf die Gesamtimpulserhaltung zu berücksichtigen, muss man nun nicht nur das Material innerhalb des Kontrollvolumens einbeziehen, sondern auch den gesamten Rest der Ausrüstung und Flüssigkeit außerhalb des Kontrollvolumens (das umgebende Universum). Die Summe dieser Änderungsraten plus denen für das Kontrollvolumen muss gleich Null sein. Wenn das Kontrollvolumen beispielsweise aus einem Rohr mit nicht konstantem Querschnitt besteht, durch das Flüssigkeit fließt (z. B. im stationären Zustand), verursacht die Reaktionskraft, die die Flüssigkeit auf das (mit der Erde verbundene) Rohr ausübt, den Impuls des Rohrs und der Erde zu ändern.
@ChesterMiller: Antwort ist gut, aber ich würde es nur vereinfachen. Was Sie sagen, ist, dass der Gesamtimpuls der Impuls des Inhalts des Kontrollvolumens plus der Summe dessen ist, was die Grenzen durchquert. Wenn Sie die Impulsänderung pro Zeiteinheit nehmen , haben Sie Impulsfluss , der gleich Kraft ist .
Mike Dunlavey