Плавание тел. Закон Архимеда

Гидростатический парадокс

Основное уравнение гидростатики.

Гидростатическое давление и его свойство.

Жидкость, находящаяся в покое подвергается действию внешних сил двух категорий: массовых и поверхностных. В результате этого под действием названных сил в каждой точке жидкости возникают внутренние силы, характеризующие ее напряженное состояние.

Свойства гидростатического давления:

1. Гидростатическое давление всегда направлено во внутрь объема и нормально к площадке действия.

2. Гидростатическое давление в любой точке жидкости действует одинаково по всем направлениям, то есть не зависит от угла наклона площадки, на которую оно действует.

Px, Py, Pz, Pn – это силы гидростатического давления

Система дифференциальных уравнений покоящихся жидкостей выражает закон распределения гидростатического давления.

Рассмотрим покоящуюся жидкость

Основное уравнение гидростатики звучит следующим образом: давление в данной точке покоящейся жидкости равно сумме давлений Pо, действующее на свободную поверхность и сумму давлений внешнего и весового давлений.

Анализируя уравнение (*) получаем, что давление, приложенное к свободной поверхности передается во все точки жидкости без изменения. Это положение называется законом Паскаля. Из него следует, что сила давления на площадку внутри жидкости пропорциональна к площади этой площадки.

В основу принципа действия многих гидравлических машин положены законы гидравлики, и одним из наиболее широко применяемых является закон Паскаля.

· Абсолютное давление

· Дизэлектрическая высота

· Вакуум

Абсолютное давление в точке а состоит из внешнего давления на свободную поверхность Po и монометрического или избыточного давления, которое создает давление над рассматриваемыми точками.

Изометрическая высота показывает избыточное давление в точке, где присоединена трубка.

Недостаток давления до атмосферного есть вакуум. Есть прибор для измерения вакуума – вакуумметр.

Есть понятие изометрический напор – сумма изометрической высоты h_p и высоты положения данной точки относительно плоскости сравнения.

При одинаковой площади дна резервуара суммарное давление жидкости на дно не зависит от формы резервуара, а зависит только от глубины его наполнения.

По закону Архимеда на тело действует вертикальная выталкивающая сила, направленная вверх.

В теории плавания тел имеют два понятия: плавучесть (способность тела плавать) и остойчивость - способность плавающего тела восстанавливать нарушенное при крене равновесие после устранения сил, вызвавших крен (резкий поворот).

Рассмотрим тело по расположению сил: