[問題] 流體力學與伽利略變換

看板Physics作者時間7年前 (2016/10/22 22:21), 編輯推噓0(0011)
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【出處】(習題或問題的出處) 自己想到覺得很困惑 【題目】(題目的文字敘述,如有圖片亦可提供圖片) 以前普物都教過經過伽利略變換後 r' = r - vt r、r'、v及下方的u、u'為向量 t' = t v為常數向量 所計算出來的力相等 (d/dt')^2 r' = (d/dt)^2 r -------(*) '表示經過伽利略轉換到新座標下的對應量和操作 但是流體力學仍然屬於牛頓力學的範疇 卻不滿足牛頓力學在伽利略變換下該有的性質 d/dt = @/@t + u.▽ d/dt' = @/dt + u'.▽' 我做出矛盾的結果,請看下面的過程 【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡,請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導) du/dt = @u/@t + u.▽u = (@/@t)(u'+v) + (u'+v).▽'(u'+v) = (@/@t)u' + u'.▽'u' + v.▽'u' = du'/dt' + v.▽'u' -----(a) != du'/dt' 但是另外一個角度 du/dt = d(u'+v)/dt = du'/dt + dv/dt = du'/dt -----(b) (a)(b)完全相反的結論 到底發生什麼事? 請問我在過程中的哪一步發生錯誤了? 感謝強者的回答~~ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 111.249.178.180 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1477146096.A.E52.html

10/23 15:18, , 1F
小心,你要算的是material derivative D/dt 而非 d/dt
10/23 15:18, 1F

10/23 22:07, , 2F
我的算式不就是用material derivative算的嗎?所以可以說
10/23 22:07, 2F

10/23 22:07, , 3F
得明確一點,有符合伽利略變換嗎?
10/23 22:07, 3F

10/23 22:08, , 4F
流體中的ma或者a本來在流體中就是material derivative,
10/23 22:08, 4F

10/23 22:09, , 5F
這句應該沒有錯吧?我看書本也都是直接這樣列出來的
10/23 22:09, 5F

10/24 20:16, , 6F
問題是 @/@t' 並不等於 @/@t,因為 r' 有 t 會要出來
10/24 20:16, 6F

10/24 20:17, , 7F
@/@t' 要 r' constant, @/@t 要 r constant
10/24 20:17, 7F

10/24 20:18, , 8F
兩個之間的差別會給你一些 v 的東西
10/24 20:18, 8F

10/24 21:58, , 9F
可以量化直接證明出來嗎?
10/24 21:58, 9F

10/25 20:41, , 10F
就是偏微分的chain rule…
10/25 20:41, 10F

10/25 20:45, , 11F
再用 @/@r=▽
10/25 20:45, 11F
文章代碼(AID): #1O2tNmvI (Physics)