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 de la masa de un fluido . La densidad de fuerza se representa con el símbolo f , [1] y se da mediante la siguiente ecuación, donde p es la presión :
La fuerza neta sobre un elemento de volumen diferencial dV del fluido es:
La densidad de fuerza actúa de diferentes maneras, lo que depende de las condiciones de contorno. Existen condiciones de contorno de adherencia-deslizamiento y condiciones de contorno de adherencia que afectan 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 densidad de fuerza conducen a mostrar la generalización del teorema de Faxen para forzar momentos multipolares de orden arbitrario.
En una esfera que se mueve en un fluido incompresible en un flujo no estacionario con condición de contorno mixta de stick-slip donde la fuerza de densidad muestra una expresión del tipo Faxén para la fuerza total, pero el torque total y el momento dipolar fuerza simétricos. [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:
La densidad de fuerza en un campo electromagnético se da en CGS por:
donde 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]
