Densidad de fuerza

En mecánica de fluidos , la densidad de fuerza es el gradiente negativo de presión . Tiene las dimensiones físicas de fuerza por unidad de volumen . La densidad de fuerza es un campo vectorial que representa la densidad de flujo de la fuerza hidrostática dentro del volumen de un fluido . La densidad de fuerza se representa con el símbolo f , ^{[ 1 ]} y viene dada por la siguiente ecuación, donde p es la presión :

${\displaystyle \mathbf {f} =-\nabla p}$.

La fuerza neta sobre un elemento de volumen diferencial dV del fluido es:

${\displaystyle d\mathbf {F} =\mathbf {f} dV}$

La densidad de fuerza actúa de diferentes maneras, lo cual se debe a las condiciones de contorno. Existen condiciones de contorno de deslizamiento intermitente y condiciones de contorno de adherencia que afectan a la densidad de fuerza.

En una esfera colocada en un campo de flujo no estacionario arbitrario de fluido viscoso incompresible para condiciones de contorno de adherencia donde los cálculos de la densidad de fuerza llevan a mostrar la generalización del teorema de Faxen a momentos multipolares de fuerza de orden arbitrario.

En una esfera que se mueve en un fluido incompresible en un flujo no estacionario con condición de contorno mixta de adherencia-deslizamiento donde la fuerza de densidad muestra una expresión del tipo Faxén para la fuerza total, pero el par total y el momento dipolar de fuerza simétrico. ^{[ 2 ]}

La densidad de fuerza en un punto de un fluido, dividida por la densidad , es la aceleración del fluido en ese punto.

La densidad de fuerza f se define como la fuerza por unidad de volumen, de modo que la fuerza neta se puede calcular mediante:

${\displaystyle \mathbf {F} =\int f(\mathbf {r} )d^{3}\mathbf {r} }$.

La densidad de fuerza en un campo electromagnético viene dada en CGS por:

${\displaystyle \mathbf {f} =\rho \mathbf {E} +{\frac {\mathbf {J} }{c}}\times \mathbf {B} }$,

dónde${\displaystyle \rho }$es la densidad de carga, E es el campo eléctrico, J es la densidad de corriente, c es la velocidad de la luz y B es el campo magnético. ^{[ 3 ]}

• Fuerza corporal
• gradiente de presión
• Gradiente