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Schubspannung |
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1) Geologie: Scherspannung. 2) Hydrologie/Klimatologie: τ, die tangential an eine Oberfläche angreifende Reibungskraft pro Flächeneinheit [kN/m2]; in der Hydrologie auch formuliert als tangentialeSpannung zwischen sich nebeneinander mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegenden Flüssigkeitsmolekülen oder Flüssigkeitsteilen (innere Reibung) (Gerinneströmung). Durch die Wasserstoffbindungen ziehen Wassermoleküle bei Bewegung die Nachbarmoleküle mit (molekulare Schubspannung). Ebenfalls entstehen Schubspannungen bei mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder Richtung sich bewegenden Flüssigkeitsteilen (turbulente Schubspannung). Die resultierenden Schubkräfte quer zur Strömung sind in einem Gerinne dem Geschwindigkeitsgefälle zur begrenzenden Wand dv/dy (y=Wandabstand) proportional:
 Dabei ist η die dynamische Viskosität (Abb.). Die Schubspannung wirkt sowohl intern in Form des sog. Austausches als auch extern an den Grenzflächen des Ozeans. Die Schubspannung an der Meeresoberfläche wird durch den Windstress formuliert. An der Erdoberfläche bewirkt z.B. der Wind eine solche Kraft, die in der Theorie der bodennahen Grenzschicht (Prandtl-Schicht) als Bodenschubspannung bezeichnet wird.
 Schubspannung: Geschwindigkeitsgefälle durch Wand- und innere Reibung quer zur Fliessrichtung. |
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