Относительное равновесие жидкости

В движущихся сосудах

Движение сосуда с жидкостью прямолинейно в

Произвольном направлении с постоянным ускорением

Движение сосуда с жидкостью вертикально вниз

С постоянным ускорением

Равномерное вращение цилиндрического сосуда

С жидкостью вокруг вертикальной оси

Равновесие жидкости в поле центробежных сил

При нулевой или слабой гравитация

Ранее было рассмотрено равновесие жидкости под действием лишь одной массовой силы - ее веса. Этот случай имеет место тогда, когда жидкость покоится в сосуде, неподвижном относительно Земли. При этом свободная и прочие поверхности уровня жидкости представляют собой горизонтальные плоскости.

Относительным равновесием жидкости называется такой случай ее движения, при котором вся масса жидкости движется как твердое тело, а отдельные ее частицы не смещаются одна относительно другой. Например, представим, что некоторый замкнутый сосуд с жидкостью движется с постоянной скоростью (или постоянным ускорением) в любом направлении, тогда с этой же скоростью (или ускорением) движется также и каждая частица жидкости. Очевидно, что рассматриваемая масса жидкости будет неподвижна в координатной системе, связанной с движущимся резервуаром. Такое движение жидкости представляет собой относительное ее равновесие.

При относительном покое свободная поверхность жидкости и прочие поверхности уровня могут существенно отличаться от поверхностей уровня при покое жидкости в неподвижном сосуде, т.е. от горизонтальной плоскости. При определении формы и положения свободной поверхности жидкости, находящейся в относительном покое, следует руководствоваться основным свойством всякой поверхности уровня, которое заключается в следующем: равнодействующая массовых сил всегда действует нормально к поверхности уровня. В самом деле, если бы равнодействующая массовая сила действовала под некоторым углом к поверхности уровня, то касательная составляющая этой силы вызывала бы перемещение частиц жидкости вдоль поверхности уровня.

Рассмотрим три практически наиболее интересных случая относительного покоя жидкости:1) движение сосуда прямолинейно в произвольном направлении; 2) движение сосуда по вертикали; и 3) вращательное движение относительно вертикальной оси.

Движение сосуда с жидкостью прямолинейно в