Упругость — жидкость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Упругость жидкостей также обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия. Однако вследствие того, что средняя продолжительность т, оседлого существования молекул жидкости очень мала, жидкости, подобно газам, обладают только объемной упругостью. [1]
| Статическая характеристика Aij Mj ( Яр Qj модели обратимого гидроагрегата с рабочим колесом ОРО-16. [2] |
Упругость жидкости и оболочки трубопроводов оказывает существенное влияние на величину гидравлического удара в тех случаях [64 ], когда число фаз удара при закрытии регулирующего органа будет менее трех-шести. [3]
Упругость жидкости не принимается во внимание. Действительная величина упругости жидкости для реальных глубиннонасосных установок сильно изменяется в зависимости от состава помпируемой жидкости, поэтому учет упругости жидкости затруднителен.
Обычно упругость жидкостей на сдвиг замаскирована большой величиной их текучести. Однако при понижении температуры эти два свойства могут проявиться с разной интенсивностью. Так, например, расплавленное стекло характеризуется всеми чертами жидкости: оно течет, обладает вязкостью. [5]
Сила упругости жидкости в цилиндре, которая увеличивается с повышением давления в рабочей полости и с уменьшением давления в сливной полости цилиндра, реагирует на изменение силы трения смещением ползуна по направляющим. Скорость смещения возрастает или уменьшается, в результате чего изменяются гидродинамическая подъемная сила и степень всплывания ползуна. Если при достаточно большой скорости перемещения ползуна возникает колебательный процесс, то скорость не успевает уменьшиться до нуля. В этом случае отсутствуют остановки ползуна ( фиг. Как видно из осциллограммы, силы трения периодически изменяются, а давления в нагнетающей и сливной полостях цилиндра находятся в проти-вофазах.
Модуль упругости жидкости — величина не постоянная, а зависит от содержания свободного ( не растворенного) воздуха в жидкости и от давления. [7]
Природа упругости жидкостей может быть различной. Так, для концентрированных связнодисперсных систем с большой поверхностью контактов между частицами упругость объясняется наличием твердообразных свойств, прочностью структуры. Упругие свойства растворов полимеров обусловлены в первую очередь эластичностью макромолекулярных клубков. [8]
Учет упругости жидкости хотя и усложняет расчет динамических параметров при переходных процессах, однако в ряде случаев позволяет найти эффективные технические решения для гидроприводов, работающих на высоких частотах и скоростях. [9]
Модуль объемный
Если модуль упругости жидкости Е0 можно считать практически независимым от давления, то приведенный модуль упругости резиновых уплотнений, как видно из рис.
28, зависит от него очень сильно.
[11]
Обычно влияние упругости жидкости и стенок рабочей камеры и запаздывания посадки клапанов пренебрежимо мало. Оно имеет существенное значение лишь в быстроходных насосах, насосах высокого давления и насосах, работающих на вязких жидкостях. [12]
Поскольку модуль упругости жидкости зависит от давления, решение может быть осуществлено только приближенными методами. Наиболее просто это выполняется с помощью АВМ. К уравнению, сходному с уравнением ( 1), приходит также Ю. В. Дмитриевич [22], предлагая способ расчета гидромолота для погружения свай. Формулы, полученные Ю. В. Дмитриевичем дают при расчете удовлетворительную точность. Уравнение ( 1) в этом случае соответствует разгону при совместном действии аккумулятора и насоса. [13]
Индикаторная диаграмма насоса при большой упругости жидко-сти и стенок рабочей камеры и боль-шом запаздывании посадки клапанов. | Индикаторная диаграмма насоса при малой упругости жидкости и стенок рабочей камеры и ма-лом запаздывании посадки клапанов.
[14] |
Уменьшение подачи из-за упругости жидкости и станок рабочей камеры, запаздывания посадки клапанов и недопроизводительности насоса почти не вызывает потерь энергии. [15]
Страницы: 1 2 3 4
2.2.3. Упругость жидкостей
знак «–» используется с целью получения положительного значения с, т.к. при dp > 0, dW < 0 и dW/dp < 0.
Средние
значения коэффициента объемного сжатия
некоторых жидкостей: вода 5,110-6 1/кПа; дизельное топливо 6,410-6 1/кПа.
Помимо коэффициента объемного сжатия для характеристики способности жидкости изменять свой объем под действием давления используют коэффициент К, называемый модулем объемной упругости:
K = 1/с, [Па].
Величина этого коэффициента зависит от давления и температуры жидкости. Но этой зависимостью часто можно пренебречь, используя среднее значение модуля объемной упругости, например, для воды К = 210 9 Па; для дизельного топлива К = 1,6109 Па; для керосина К = 1,710 Па. Приведенные значения К свидетельствуют об исключительно слабой сжимаемости жидкостей.
Для характеристики сжимаемости (преимущественно газовой среды), помимо модуля объемной упругости, используется скорость звука, т.е. скорость распространения слабых возмущений в среде. Квадрат скорости звука определен зависимостью:
.
Для
слабосжимаемых сред при больших
изменениях давления (р
велико) изменение плотности будет
незначительным (
мало), а, следовательно, скорость звука
– большой.
Таким образом, скорость звука
служит характеристикой сжимаемости
данной среды. Для оценки ее сжимаемости
движущейся газовой среды используют
не абсолютное значение скорости звука,
а отношение скорости потока (V)
к скорости звука (а). Это отношение
называют числом или безразмерным
критерием Маха:
,
где V – местная скорость движения газа; a – скорость звука (скорость распространения малых возмущений).
При малых скоростях движения газа (М < 0,5) его можно считать несжимаемой жидкостью.
Если М < 1 течение газа называется дозвуковым;
М = 1 – звуковым;
М > 1 сверхзвуковым.
При проведении расчетов сжимаемостью капельных жидкостей, как правило, можно пренебречь. Так, например, при сжатии воды до давления 100 атм, ее объем изменяется всего на 0,5 %.
При
использовании допущения о несжимаемости
рабочей среды ее плотность принимается
постоянной.
,
где – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м, значения которого приведены в справочных таблицах; R1 и R2 – главные радиусы кривизны рассматриваемого элемента поверхности.
Увеличение давления происходит в тех случаях, когда поверхность жидкости выпукла, а уменьшение – когда поверхность вогнута. Благодаря изменению давления, вызванному поверхностным натяжением, возникает явление капиллярности.
Капиллярностью называется свойство жидкости подниматься
или опускаться в трубках малого диаметра
под действием дополнительного давления,
вызванного силами поверхностного
натяжения.
Подъем жидкости происходит в тех случаях, когда поверхность жидкости вогнута, а опускание – когда поверхность выпукла. Соответствующая форма поверхности (рис. 2.6) определяется молекулярными свойствами взаимодействующих тел: жидкости и твердого тела (материала трубки).
Рис. 2.6. Искривление свободной поверхности и капиллярный подъем или понижение уровня в узких трубках
Так, в стеклянной трубке малого диаметра (стекло смачивается водой), вода при температуре 20 С поднимается дополнительно на высоту h = =29,8/d мм. В такой же трубке ртуть (стекло не смачивается ртутью) опускается на высоту h = 10,15/d мм.
Эффект капиллярности может оказать существенное влияние на работу гидравлических устройств, в которых выполнены каналы малого диаметра и большой протяженности.
Со
свойством поверхностного натяжения
связана способность жидкостей образовывать
капли, из-за которой обычные жидкости
называют капельными.
На границе между
жидкостью и твердым телом возникают
силы взаимодействия между молекулами
этих двух сред. Соотношение между этими
силами и силами взаимодействия между
молекулами самой жидкости определяет
характер граничных явлений. Если на
твердую горизонтальную плоскость
поместить каплю (рис. 2.7) жидкости, то
возможны случаи:
Рис. 2.7. Возможные случаи смачивания твердой поверхности вязкой жидкостью
а) полного растекания жидкости по твердой поверхности тонким слоем (полное смачивание) когда краевой угол = 0;
б) частичного смачивания, когда краевой угол < /2;
в) частичного несмачивания, когда /2 < < ;
г) полного несмачивания, когда = .
Эластичность и вязкость — Soft-Matter
Вернуться к темам.
Содержание
- 1 Введение
- 2 Что означает эластичность?
- 3 Вязкость и молекулярные свойства
- 4 Что означает вязкость?
- 5 Эластичность клеточных мембран
- 6 Применение: кроссовки
Введение
«Фундаментальное свойство жидкости состоит в том, что она не может находиться в равновесии в состоянии напряжения, так что взаимодействие между двумя соседними частями наклонно к общей поверхности.
Это свойство является основой гидростатики и проверено Полное согласие выводов этой науки с экспериментом.Однако достаточно очень небольшого наблюдения, чтобы убедиться в том, что косые напряжения могут существовать в жидкостях.0025 в движении. Предположим, например, что сосуд в форме круглого цилиндра, содержащий воду (или другую жидкость), заставляет вращаться вокруг своей вертикальной оси. Если движение сосуда равномерно, то вскоре оказывается, что жидкость вращается вместе с сосудом как одно твердое тело. Если теперь сосуд остановится, то движение жидкости еще некоторое время будет продолжаться, но постепенно утихнет и, наконец, совсем прекратится; и оказывается, что во время этого процесса те части жидкости, которые находятся дальше от оси, отстают от тех, которые ближе, и быстрее останавливают свое движение. Эти явления указывают на существование взаимодействий между смежными элементами, которые частично касаются общей поверхности. Ибо если бы взаимное действие было везде совершенно нормальным, то очевидно, что момент количества движения относительно оси сосуда любой порции жидкости, ограниченной поверхностью вращения вокруг этой оси, был бы постоянным.
Кроме того, мы заключаем, что эти касательные напряжения действуют не до тех пор, пока жидкость движется как твердое тело, а только тогда, когда происходит изменение формы некоторой части массы, и что их тенденция состоит в том, чтобы противодействовать этому. изменение формы».
Трактат по математической теории движения жидкостей ; Гораций Лэмб; Кембридж Пресс: Кембридж; 1879 ; стр. 2-3.
«Дальняя эластичность наблюдалась только у веществ и материалов, которые, как известно, содержат гибкие молекулярные цепи. Цепи могут быть сшиты в сетчатую структуру, но это не обязательно. Растяжение создает молекулярные конфигурации, в которых ориентация относительно одной связи структуры менее случайны, чем в нерастянутом образце. Это приводит к уменьшению энтропии системы. Упругое восстановление является результатом стремления системы к увеличению своей энтропии. Энергетические изменения могут также происходить при растяжении и процессы восстановления, но они не являются необходимыми для этого явления.
С помощью термодинамических рассуждений можно легко показать, что, если изменения энергии незначительны, модуль упругости должен быть прямо пропорционален абсолютной температуре. Действительно, было обнаружено, что некоторые образцы каучука соответствуют этим отношениям».
Физическая химия высокополимеров ; Морис Л. Хаггинс; Джон Вили и сыновья: Нью-Йорк; 1958 ; стр. 102.
«Если части массы жидкости заставить двигаться относительно друг друга, движение постепенно затухает, если оно не поддерживается внешними силами; и наоборот, если часть массы жидкости продолжает двигаться, движение постепенно сообщается Ньютон приписал эти эффекты, являющиеся предметом непосредственного наблюдения, «defectus lubricitatis»9.0029, т. е. , «отсутствие скользкости» между частицами жидкости, что может быть справедливо истолковано как означающее свойство, напоминающее трение между твердыми поверхностями, а Ньютон на самом деле использует термин «аттритус», , т.
е. трение. , несколько раз в ходе его отчисления. Эти термины «внутреннее трение» и «вязкость» безразлично использовались для описания этого свойства жидкостей; неясно, когда последнее произведение приобрело строгий технический смысл, поскольку этимологически (с 9 в.0029 viscum , омела), можно было предположить, что первоначально оно применялось к жидкостям, обладающим этим свойством в ненормальной степени».
Вязкость жидкостей ; Эмиль Хатчек; Г. Белл и сыновья: Лондон; 1928 ; п. 1.
Начало страницы
Что означает эластичность?
Упругость — это свойство материала, характеризующее сжимаемость жидкости — насколько легко может измениться единица объема жидкости при изменении действующего на нее давления.
| Деформация при растяжении: Деформация при сдвиге: Напряжение: | |
& G\text{ или }E=\frac{force}{area}\text{ } \\
& G\text{ или }E=\frac{энергия}{объем} \\
& G\text{ или }E=\text{энергия связи}\centerdot \text{плотность связи} \\
\end{align}\,\!
| Когда мы немного растягиваем твердое тело; или когда мы перемещаем жидкость в течение очень короткого времени, мы ожидаем, что напряжение (сила на единицу площади) будет пропорционально деформации: | 9{3}}\,\!
См.
{2} \\
\конец{выравнивание}\,\!
Следовательно, вязкость – это энергия на единицу объема, умноженная на время.
| Думайте о потоке как о повторяющихся шагах: потянитесь, затем расслабьтесь. | Виттен с. 28 | Переход «Аффинный» — как бы в резине. |
|---|---|---|
| Напряжение на шаг: | 9{2} \,\! | Второй расчет объемной скорости работы. |
См. Виттен, стр. 28-29.
Эти два вывода дают нам две модели объемной скорости работы.
Начало страницы
Что означает вязкость?
Определение «Вязкость» — это сопротивление течению жидкости (обычно).
Высокая вязкость означает, что жидкость не будет течь легко — представьте патоку.
9{2}\,\!
Вязкость – это отношение энергии/объема к характерному времени.
Начало страницы
Вернуться к темам.
Эластичность клеточных мембран
Клеточная мембрана представляет собой границу между клеткой и ее окружением и в основном состоит из липидов (преобладает фосфолипид) и белков. Фосфолипиды играют ключевую роль в клеточных мембранах, поскольку они имеют гидрофильные головные группы и гидрофобные углеводородные хвосты. Это создает бислой на клеточной мембране. Жидкостно-мозаичная модель (предложенная Сингером и Николсоном в 1972) является наиболее распространенной моделью клеточных мембран. В этой модели клеточная мембрана рассматривается как липидный бислой, в который встроены белки. При этом липиды могут свободно перемещаться по поверхности мембраны, подобно жидкости.
Под липидной мембраной находится мембранный скелет, состоящий из сети белков, которые связаны с белками, встроенными в мембрану.
Для изучения эластичности клеточных мембран необходимо изучать липидные бислои. Бислой можно представить себе как невматический жидкий кристалл при комнатной температуре. Таким образом, можно записать энергию кривизны на единицу площади как:
где c_o — спонтанная кривизна мембраны. H и K — средняя и гауссова кривизна поверхности мембраны соответственно. k и k_c — жесткость на изгиб.
Аналогично можно записать формулы для свободной энергии замкнутого (или разомкнутого, если на то пошло) двойного слоя, находящегося под некоторым осмотическим давлением, дельта-р:
http://soft-matter.seas.harvard.edu/index.php?title=Elasticity_and_viscosity&action=edit
92(2Н)=0.
Для получения дополнительной информации см.:
Science 175 (1972) 720
Wikipedia
http://arxiv.org/html/physics/0411169
Начало страницы
Применение: кроссовки
Вязкость и эластичность являются ключевыми параметрами, которые следует учитывать при разработке кроссовок. Статья Нигга и др. в Journal of Biomechanics предпринимаются попытки научно определить влияние реологических свойств кроссовок на активацию мышц (например, подколенных сухожилий и четырехглавой мышцы бедра) во время бега. При беге на стопу может воздействовать сила, в 1,5-2 раза превышающая массу тела человека. Однако вибрации мышц минимальны, что позволяет предположить, что мышцы активируются таким образом, чтобы вести себя как осциллятор с критическим демпфированием. Кажется правдоподобным, что на это поведение влияет тип надетых кроссовок.
Авторы статьи провели эксперимент с двадцатью бегунами-мужчинами, чтобы проверить, так ли это на самом деле.
Чтобы измерить эффективность их шага, их потребление кислорода контролировали в течение 6 минут. Во время идентичных измерений (выполнение их одновременно могло бы исказить результаты) измерялась электрическая активность в соответствующих мышцах. В их кроссовках использовались два разных материала подошвы:
- в основном упругие (твердость по Шору = 45)
- в основном вязкие (C по Шору = 26)
Реология кроссовок определялась путем их сжатия со скоростью 300 мм/с при максимальной деформации 14 мм, чтобы имитировать реальные условия бега. Соответствующие кривые сила-деформация показаны ниже:
Удивительно, но не было общей тенденции между потреблением кислорода и материалом обуви: некоторые группы лучше или одинаково справились с вязкой обувью, тогда как другая группа справилась лучше с эластичной обувью. Величина этих различий составляла около 2% от общего потребления кислорода. Хотя широкой зависимости между активацией мышц и эластичностью обуви не наблюдалось, исследователи наблюдали, как реология обуви влияет на характер активации мышц, как показано ниже:
.
Хотя эти результаты наводят на размышления, они дают новые четкие советы, когда я ищу новую пару кроссовок. Авторы упоминают только о возможности будущих исследований по определению оптимальной настройки свойств обуви для отдельных бегунов, что может привести к еще большим различиям в потреблении кислорода.
Для получения дополнительной информации см.: Б. М. Нигг, Д. Стефанишин, Г. Коул, П. Стергиу, Дж. Миллер, Влияние характеристик материала подошвы обуви на активацию мышц и энергетические аспекты во время бега, Журнал биомеханики, том 36, выпуск 4, апрель 2003 г., страницы 569-575.
Начало страницы
Эластичность и вязкость — Мягкая материя
Вернуться к темам.
Содержание
- 1 Введение
- 2 Что означает эластичность?
- 3 Вязкость и молекулярные свойства
- 4 Что означает вязкость?
- 5 Эластичность клеточных мембран
- 6 Применение: кроссовки
Введение
«Фундаментальное свойство жидкости состоит в том, что она не может находиться в равновесии в состоянии напряжения, так что взаимодействие между двумя соседними частями наклонно к общей поверхности.
Это свойство является основой гидростатики и проверено Полное согласие выводов этой науки с экспериментом.Однако достаточно очень небольшого наблюдения, чтобы убедиться в том, что косые напряжения могут существовать в жидкостях.0025 в движении. Предположим, например, что сосуд в форме круглого цилиндра, содержащий воду (или другую жидкость), заставляет вращаться вокруг своей вертикальной оси. Если движение сосуда равномерно, то вскоре оказывается, что жидкость вращается вместе с сосудом как одно твердое тело. Если теперь сосуд остановится, то движение жидкости еще некоторое время будет продолжаться, но постепенно утихнет и, наконец, совсем прекратится; и оказывается, что во время этого процесса те части жидкости, которые находятся дальше от оси, отстают от тех, которые ближе, и быстрее останавливают свое движение. Эти явления указывают на существование взаимодействий между смежными элементами, которые частично касаются общей поверхности. Ибо если бы взаимное действие было везде совершенно нормальным, то очевидно, что момент количества движения относительно оси сосуда любой порции жидкости, ограниченной поверхностью вращения вокруг этой оси, был бы постоянным.
Кроме того, мы заключаем, что эти касательные напряжения действуют не до тех пор, пока жидкость движется как твердое тело, а только тогда, когда происходит изменение формы некоторой части массы, и что их тенденция состоит в том, чтобы противодействовать этому. изменение формы».
Трактат по математической теории движения жидкостей ; Гораций Лэмб; Кембридж Пресс: Кембридж; 1879 ; стр. 2-3.
«Дальняя эластичность наблюдалась только у веществ и материалов, которые, как известно, содержат гибкие молекулярные цепи. Цепи могут быть сшиты в сетчатую структуру, но это не обязательно. Растяжение создает молекулярные конфигурации, в которых ориентация относительно одной связи структуры менее случайны, чем в нерастянутом образце. Это приводит к уменьшению энтропии системы. Упругое восстановление является результатом стремления системы к увеличению своей энтропии. Энергетические изменения могут также происходить при растяжении и процессы восстановления, но они не являются необходимыми для этого явления.
С помощью термодинамических рассуждений можно легко показать, что, если изменения энергии незначительны, модуль упругости должен быть прямо пропорционален абсолютной температуре. Действительно, было обнаружено, что некоторые образцы каучука соответствуют этим отношениям».
Физическая химия высокополимеров ; Морис Л. Хаггинс; Джон Вили и сыновья: Нью-Йорк; 1958 ; стр. 102.
«Если части массы жидкости заставить двигаться относительно друг друга, движение постепенно затухает, если оно не поддерживается внешними силами; и наоборот, если часть массы жидкости продолжает двигаться, движение постепенно сообщается Ньютон приписал эти эффекты, являющиеся предметом непосредственного наблюдения, «defectus lubricitatis»9.0029, т. е. , «отсутствие скользкости» между частицами жидкости, что может быть справедливо истолковано как означающее свойство, напоминающее трение между твердыми поверхностями, а Ньютон на самом деле использует термин «аттритус», , т.
е. трение. , несколько раз в ходе его отчисления. Эти термины «внутреннее трение» и «вязкость» безразлично использовались для описания этого свойства жидкостей; неясно, когда последнее произведение приобрело строгий технический смысл, поскольку этимологически (с 9 в.0029 viscum , омела), можно было предположить, что первоначально оно применялось к жидкостям, обладающим этим свойством в ненормальной степени».
Вязкость жидкостей ; Эмиль Хатчек; Г. Белл и сыновья: Лондон; 1928 ; п. 1.
Начало страницы
Что означает эластичность?
Упругость — это свойство материала, характеризующее сжимаемость жидкости — насколько легко может измениться единица объема жидкости при изменении действующего на нее давления.
| Деформация при растяжении: Деформация при сдвиге: Напряжение: | |
& G\text{ или }E=\frac{force}{area}\text{ } \\
& G\text{ или }E=\frac{энергия}{объем} \\
& G\text{ или }E=\text{энергия связи}\centerdot \text{плотность связи} \\
\end{align}\,\!
| Когда мы немного растягиваем твердое тело; или когда мы перемещаем жидкость в течение очень короткого времени, мы ожидаем, что напряжение (сила на единицу площади) будет пропорционально деформации: | 9{3}}\,\!
См.
{2} \\
\конец{выравнивание}\,\!
Следовательно, вязкость – это энергия на единицу объема, умноженная на время.
| Думайте о потоке как о повторяющихся шагах: потянитесь, затем расслабьтесь. | Виттен с. 28 | Переход «Аффинный» — как бы в резине. |
|---|---|---|
| Напряжение на шаг: | 9{2} \,\! | Второй расчет объемной скорости работы. |
См. Виттен, стр. 28-29.
Эти два вывода дают нам две модели объемной скорости работы.
Начало страницы
Что означает вязкость?
Определение «Вязкость» — это сопротивление течению жидкости (обычно).
Высокая вязкость означает, что жидкость не будет течь легко — представьте патоку.
9{2}\,\!
Вязкость – это отношение энергии/объема к характерному времени.
Начало страницы
Вернуться к темам.
Эластичность клеточных мембран
Клеточная мембрана представляет собой границу между клеткой и ее окружением и в основном состоит из липидов (преобладает фосфолипид) и белков. Фосфолипиды играют ключевую роль в клеточных мембранах, поскольку они имеют гидрофильные головные группы и гидрофобные углеводородные хвосты. Это создает бислой на клеточной мембране. Жидкостно-мозаичная модель (предложенная Сингером и Николсоном в 1972) является наиболее распространенной моделью клеточных мембран. В этой модели клеточная мембрана рассматривается как липидный бислой, в который встроены белки. При этом липиды могут свободно перемещаться по поверхности мембраны, подобно жидкости.
Под липидной мембраной находится мембранный скелет, состоящий из сети белков, которые связаны с белками, встроенными в мембрану.
Для изучения эластичности клеточных мембран необходимо изучать липидные бислои. Бислой можно представить себе как невматический жидкий кристалл при комнатной температуре. Таким образом, можно записать энергию кривизны на единицу площади как:
где c_o — спонтанная кривизна мембраны. H и K — средняя и гауссова кривизна поверхности мембраны соответственно. k и k_c — жесткость на изгиб.
Аналогично можно записать формулы для свободной энергии замкнутого (или разомкнутого, если на то пошло) двойного слоя, находящегося под некоторым осмотическим давлением, дельта-р:
http://soft-matter.seas.harvard.edu/index.php?title=Elasticity_and_viscosity&action=edit
92(2Н)=0.
Для получения дополнительной информации см.:
Science 175 (1972) 720
Wikipedia
http://arxiv.org/html/physics/0411169
Начало страницы
Применение: кроссовки
Вязкость и эластичность являются ключевыми параметрами, которые следует учитывать при разработке кроссовок. Статья Нигга и др. в Journal of Biomechanics предпринимаются попытки научно определить влияние реологических свойств кроссовок на активацию мышц (например, подколенных сухожилий и четырехглавой мышцы бедра) во время бега. При беге на стопу может воздействовать сила, в 1,5-2 раза превышающая массу тела человека. Однако вибрации мышц минимальны, что позволяет предположить, что мышцы активируются таким образом, чтобы вести себя как осциллятор с критическим демпфированием. Кажется правдоподобным, что на это поведение влияет тип надетых кроссовок.
Авторы статьи провели эксперимент с двадцатью бегунами-мужчинами, чтобы проверить, так ли это на самом деле.
Чтобы измерить эффективность их шага, их потребление кислорода контролировали в течение 6 минут. Во время идентичных измерений (выполнение их одновременно могло бы исказить результаты) измерялась электрическая активность в соответствующих мышцах. В их кроссовках использовались два разных материала подошвы:
- в основном упругие (твердость по Шору = 45)
- в основном вязкие (C по Шору = 26)
Реология кроссовок определялась путем их сжатия со скоростью 300 мм/с при максимальной деформации 14 мм, чтобы имитировать реальные условия бега. Соответствующие кривые сила-деформация показаны ниже:
Удивительно, но не было общей тенденции между потреблением кислорода и материалом обуви: некоторые группы лучше или одинаково справились с вязкой обувью, тогда как другая группа справилась лучше с эластичной обувью. Величина этих различий составляла около 2% от общего потребления кислорода. Хотя широкой зависимости между активацией мышц и эластичностью обуви не наблюдалось, исследователи наблюдали, как реология обуви влияет на характер активации мышц, как показано ниже:
.

| Индикаторная диаграмма насоса при малой упругости жидкости и стенок рабочей камеры и ма-лом запаздывании посадки клапанов.
[14]