Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Шрифт:

2. Поверхностные силы. Таковыми называют силы, которые действуют на элементарную поверхность w, которая может находиться как на поверхности, так и внутри жидкости; на поверхности, произвольно проведенной внутри жидкости.

Таковыми считают силы: силы давления которые составляют нормаль к поверхности; силы трения которые являются касательными к поверхности.

Если по аналогии (1) определить плотность этих сил, то:

нормальное напряжение в точке А:

касательное

напряжение в точке А:

И массовые, и поверхностные силы могут быть внешними, которые действуют извне и приложены к какой-то частице или каждому элементу жидкости; внутренними, которые являются парными и их сумма равна нулю.

4. Гидростатическое давление и его свойства

Общие дифференциальные уравнения равновесия жидкости – уравнения Л. Эйлера для гидростатики.

Если взять цилиндр с жидкостью (покоящейся) и провести через него линию раздела, то получим жидкость в цилиндре из двух частей. Если теперь приложить некоторое усилие к одной части, то оно будет передаваться другой через разделяющую плоскость сечения цилиндра: обозначим эту плоскость S = w.

Если саму силу обозначить как то взаимодействие, передаваемое от одной части к другой через сечение w, и есть гидростатическое давление.

Если оценить среднее значение этой силы,

Рассмотрев точку А как предельный случай w, определяем:

Если перейти к пределу, то w переходит в точку А.

Поэтому px– > pn. В конечном результате px = pn, точно так же можно получить py= pn, pz= pn.

Следовательно,

py= pn, pz= pn.

Мы доказали, что во всех трех направлениях (их мы выбрали произвольно) скалярное значение сил одно и то же, то есть не зависит от ориентации сечения w.

Вот это скалярное значение приложенных сил и есть гидростатическое давление, о котором говорили выше: именно это значение, сумма всех составляющих, передается через w.

Другое дело, что в сумме (px+ py+ pz)

какая-то составляющая окажется равной нулю.

Как мы в дальнейшем убедимся, в определенных условиях гидростатическое давление все же может быть неодинаково в различных точках одной и той же покоящейся жидкости, т. е.

p = f(x, y, z).

Свойства гидростатического давления.

1. Гидростатическое давление всегда направлено по нормали к поверхности и его величина не зависит от ориентации поверхности.

2. Внутри покоящейся жидкости в любой точке гидростатическое давление направлено по внутренней нормали к площадке, проходящей через эту точку.

Причем px= py= pz= pn.

3. Для любых двух точек одного и того же объема однородной несжимаемой жидкости ( = const)

1 + П1 = 2 + П1

где – плотность жидкости;

П1, П2 – значение поле массовых сил в этих точках.

Поверхность, для любых двух точек которой давление одно и то же, называется поверхностью равного давления.

5. Равновесие однородной несжимаемой жидкости под воздействием силы тяжести

Это равновесие описывается уравнением, которое называется основным уравнением гидростатики.

Для единицы массы покоящейся жидкости

Для любых двух точек одного и того же объема, то

Полученные уравнения описывают распределение давления в жидкости, которая находится в равновесном состоянии. Из них уравнение (2) является основным уравнением гидростатики.

Для водоемов больших объемов или поверхности требуется уточнения: сонаправлен ли радиусу Земли в данной точке; насколько горизонтальна рассматриваемая поверхность.

Из (2) следует

p = p + g(z – z), (4)

где z1 = z; p1 = p; z2 = z; p2 = p.

p = p + gh, (5)

где gh – весовое давление, которое соответствует единичной высоте и единичной площади.

Поделиться:
Популярные книги

Монтана. Уровни. Начало

Мелан Вероника
Любовные романы:
5.00
рейтинг книги
Монтана. Уровни. Начало

Этот мир не выдержит меня

Майнер Максим
1. Первый простолюдин в Академии
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Этот мир не выдержит меня

Жертва

Привалов Сергей
2. Звездный Бродяга
Фантастика:
боевая фантастика
космическая фантастика
рпг
попаданцы
6.25
рейтинг книги
Жертва

12

Санивский Сергей Анатолиевич
5.00
рейтинг книги
12

Тихие ночи

Владимиров Денис
2. Глэрд
Фантастика:
фэнтези
боевая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Тихие ночи

Вишенка на десерт

Лис Алеся
Любовные романы:
любовно-фантастические романы
5.00
рейтинг книги
Вишенка на десерт

Убивать чтобы жить 4

Бор Жорж
4. УЧЖ
Фантастика:
боевая фантастика
рпг
5.00
рейтинг книги
Убивать чтобы жить 4

Вагант

Листратов Валерий
6. Ушедший Род
Фантастика:
боевая фантастика
аниме
фэнтези
попаданцы
5.25
рейтинг книги
Вагант

Потоп. Том 2

Сенкевич Генрик
2. Огнем и мечом
Проза:
историческая проза
8.09
рейтинг книги
Потоп. Том 2

Антивоенный синдром или преданная армия?..

Проханов Александр Андреевич
Проза:
военная проза
4.50
рейтинг книги
Антивоенный синдром или преданная армия?..

Второгодка. Книга 2. Око за око

Ромов Дмитрий
2. Второгодка
Фантастика:
героическая фантастика
альтернативная история
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Второгодка. Книга 2. Око за око

Отморозок 4

Поповский Андрей Владимирович
4. Отморозок
Фантастика:
попаданцы
фантастика: прочее
5.00
рейтинг книги
Отморозок 4

Путь Шедара

Кораблев Родион
4. Другая сторона
Фантастика:
боевая фантастика
6.83
рейтинг книги
Путь Шедара

Цикл романов "Целитель". Компиляция. Книги 1-17

Большаков Валерий Петрович
Целитель
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
5.00
рейтинг книги
Цикл романов Целитель. Компиляция. Книги 1-17