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🏗️ Shear Stress Newtonian 計算機

專業免費的 Shear Stress Newtonian 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0.2 帕斯卡(Pa = N/m²)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

流體中的剪應力是什麼?

剪應力(τ)是流體內部相鄰層彼此滑動時,作用在單位面積上的切向力。對於牛頓流體——例如水、空氣或輕質油類——剪應力與流動方向上速度變化的速率成正比。這個關係由牛頓黏滯定律描述,是流體力學、潤滑、管流與流變學的基礎觀念。

計算公式

核心方程式為:

\tau = \mu · ((du) ÷ (dy))

其中 \tau 為剪應力,單位為帕斯卡(Pa = N/m²);\mu 為動黏度(絕對黏度),單位為 Pa·s;du/dy 則是速度梯度(剪切率),單位為 s⁻¹——也就是流體速度的變化量(du,m/s)除以垂直於流動方向的距離(dy,m)。

計算器使用方式

輸入流體的動黏度 μ、兩層流體之間(或移動板與靜止表面之間)的速度差 du,以及兩者相隔的間距 dy。計算器會回傳剪應力與剪切率。請將所有數值統一以 SI 單位輸入,結果便會以帕斯卡為單位呈現。

範例演算

水(μ = 0.001 Pa·s)流動時,速度在 dy = 0.01 m 的間距內變化了 du = 2 m/s。剪切率為 2 / 0.01 = 200 s^{-1},因此

\tau = 0.001 × 200 = 0.2 Pa
。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

這也適用於非牛頓流體嗎?
不適用。對於剪切稀化、剪切增稠或賓漢(Bingham)流體而言,黏度會隨剪切率改變,因此這條線性定律並不成立。
應該使用什麼單位?
請使用 SI 單位(Pa·s、m/s、m),才能得到以帕斯卡為單位的剪應力。若動黏度是以厘泊(cP)表示,必須先換算:1 cP = 0.001 Pa·s。
什麼是剪切率?
剪切率(du/dy)代表速度沿垂直於流動方向的距離變化的快慢,單位為每秒倒數(s⁻¹)。