4.4.5. Жидкость перекачивается из одного сосуда в другой через длинную трубку радиуса $R$ и длины $l$. Разность давлений на концах трубки $P$, вязкость жидкости $η$. Определите зависимость от расстояния до стенки трубки: а) градиента скорости жидкости; б∗) скорости жидкости. Определите объем жидкости, перетекающей через эту трубку в единицу времени.
Решение
Искомый объем жидкости, перетекающей через трубку в единицу времени описывается законом Пуазёйля
Выделим цилиндрический объем жидкости. На него действует сила вязкого трения, которая описывается формулой: $$F = - \eta S \frac {dv}{dr} = - \eta 2 \pi r l \frac {dv}{dr}$$ Её уравновешивает результирующая сила давления на торцы выделенного объема $$F_p = \Delta p \pi r^2 = P \pi r^2$$ Приравняем
$$- \eta 2 \pi r l \frac {dv}{dr} = P \pi r^2$$ Получаем ответ на первый вопрос: