Gostota sile (redkeje prostorninska gostota sile, označba f in ) je fizikalna intenzivna vektorska količina določena kot kvocient med prirastkom prostorsko porazdeljene sile in prostornino:.
Sila, ki je prostorsko porazdeljena, je na primer teža. Gostota sile ima enoto N/m3 ali kg·m·s2. Sorodna količina je tlak, ki je določen na enoto površine dela ploskve :
Razsežnost gostote sile je:
kjer je gostota sile, masa, dolžina in čas.
Prostorsko porazdeljeno silo na telo se dobi, če se sešteje prispevke po vsej prostornini telesa:
Če je gostota sile po vsej prostornini konstantna, velja:
V teoriji elastičnosti je gostota sile divergenca Cauchyjevega napetostnega tenzorja:.
ali po njegovih komponentah:
Mehanika tekočin
V mehaniki tekočin je gostota sile negativni gradient tlaka:
in predstavlja vektorsko polje gostote toka hidrostatične sile znotraj dela tekočine. Ustreza rezultanti sil na diferencialni prostorninski element .
Gostota sile deluje na različne načine, kar je odvisno od robnih pogojev, ki lahko ali ne vključujejo trenja. Obstajata dve vrsti robnih pogojev, ki vplivata na gostoto sile – zdrs vzdolž palice in palični.
V obli v poljubnem polju z nestacionarnim tokom viskozne nestisljive tekočine za palične robne pogoje izračuni gostote sile vodijo do posplošitve Faxénovega izreka, ki izsili multipolne momente poljubnega reda.
V obli, ki se giblje v nestisljivi tekočini v nestacionarnem toku z mešanim robnim pogojem zdrsa vzdolž palice, gostota sile kaže izraz Faxénovega tipa za celotno silo, ne pa za celotni navor in simetrični dipolni moment sile.
Gostota sile v točki tekočine deljena z gostoto je pospešek tekočine v tej točki:
Klasična elektrodinamika
V električnem polju je gostota električne sile na naboj, ki je prostorsko porazdeljen z gostoto , enaka:.
kjer je jakost električnega polja.
V nehomogenem magnetnem polju z gostoto magnetnega polja gostota magnetne sile:
ni konstantna.. Tu je prostornina kratkega odseka vodnika z dolžino in presekom , ploskovna gostota električnega toka in enotski vektor v smeri električnega toka . Tako je gostota magnetne sile enaka:
V elektromagnetnem polju krajevna Lorentzeva sila izhaja iz gostote sile, ki jo povzroča učinek jakosti električnega polja na prostorninsko gostoto naboja in gostote magnetnega polja na trenutno gostoto električnega toka :
kar deljeno z da:
V klasični elektrodinamiki je gostota sile divergenca Maxwellovega napetostnega tenzorja:
Glej tudi
gostota gostota zraka gostota teže gostota toka gostota energijskega toka gostota energije (energijska gostota) gostota električnega polja gostota magnetnega polja gradient gradient tlaka izobara objemna gostota
Sklici
Viri
Kategorija:Fizikalne količine Kategorija:Gostota Kategorija:Klasična mehanika Kategorija:Mehanika kontinuumov