Силы, действующие в жидкости

Внешние по природе силы, действующие на рассматриваемый элемент жидкости, подразделяются на силы массовые и поверхностные.

Массовые силы в соответствии с законом Ньютона пропорциональны массе жидкости или при равномерном распределении массы – ее объему (в последнем случае они называются объемными). К массовым силам относятся сила тяжести и силы инерции (переносная, Кариолиса).

Поверхностные силы непрерывно распределены по поверхности жидкости и при равномерном их распределении пропорциональны площади этой поверхности. Эти силы вызваны воздействием на рассматриваемый элемент жидкости соседних объемов жидкости или других тел, соприкасающихся с данной жидкостью.

В общем случае поверхностную силу , действующую на площадке , можно разложить на нормальную и тангенциальную составляющие (рис. 1.1). Составляющая называется силой давления, а – силой трения.

Рис. 1.1. Разложение поверхностной силы
на силу трения и силу давления

В гидромеханике обычно рассматривают единичные силы: массовые, приведенные к единице массы (ускорения), и поверхностные, приведенные к единице площади (напряжения). Нормальное напряжение, т.е. напряжение силы давления, называется гидромеханическим (в случае покоя – гидростатическим) давлением, или просто давлением и обозначается буквой . По определению

, (1.1)

или при равномерном распределении по площадке

. (1.2)

Если давление отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным. Если в качестве условного нуля используют атмосферное давление , то называют избыточным или манометрическим. В этом случае абсолютное давление