Силы, действующие в ж

Гидростатика – раздел гидравлики, изучающий з-ны равновесия ж. Равновесие ж – состояние покоя ж относительно водяного тела отсчета. Ж наход-ся в равновесии благодаря действующим на нее силам. Сила – это мера взаимодействия тел (ж, огранич-е поверх-ти). В гидравлике рассм-ся внутренние и внешние силы. Внешние – мера взаимод-я ж с ограничивающими поверхностями и др телами. Внутр-е силы – результат взаимод-я жидких частиц между собой.

Подвижность жидких частиц не позволяет ж воспринимать сосредоточенные силы, поэтому в ж действуют только распределенные силы, к-е можно разделить на 2 группы:

Поверхностные силы: к ним относ-ся силы непрерывно распределенные по поверхности ограничивающей объем ж илинамеченной внутри ж. Намеченной – это мысленно проведенной. Эти силы явл-ся результатом непосредственного взаимодействия жидких частиц между собой и жидких частиц с ограничивающими поверхностями. Величина этих сил пропорциональна площади поверхности по к-ой они действуют. Поверхностные силы могут быть разложены на 2 составляющие: нормальной к поверхности и касательной к поверхности. Нормальная составляющая – это сила давления. Касательная составляющая – сила поверхностного натяжения, сила внутр-го трения.

Массовые силы – это силы, дествующие на каждую жидкую частицу и непрерывно распределенные по всему объему ж. Они явл-ся результатом полевого взаимодействия, непосредственного контакта нет. Их величина пропорциональна массе. К ним относ-ся: сила тяжести и сила инерции. Единичная поверхностная сила – это поверхностная сила, отнесенная к единице площади. Она характер-ет интенсивность распределения повер-ых сил. Физически – напряжения, нормальные или касательные в зависимости от напр-я сил. Нормальные напряжения при сжатии наз-ся давлением. Капельные ж. не оказывают сопротивление растяжению. Ж. не оказыв-т сопрот-е растяжению, в ней невозможны напр-я растяжению. Единичная массовая сила – это массовая сила, отнесенная к единице массы. Физич-й смысл – ускорение жидкой частицы.

8.Гидростатическое давление и его св-ва.  

Вокруг точки А, наход-ся в покоящейся ж выделим малый объем ΔV. ΔТ=µS* dU/dy, т.к U=0, то ΔТ=0. На площадку ΔS действует только нормальная составляющая ΔF, она явл-ся сжимающей силой. Ее действие уравновешивается со стороны оставшегося объема силой ΔF, в рез-те объем наход-ся в равновесии. Если теперь взять отношение силы ΔF к площадке ΔS и рассмотреть предел ΔS—0, то получим физическую величину называемую давлением в жидкости в точке к которой стягивается площадка ΔS.

 Р=lim_{ΔS-0 =}  (1)

Давление – это мера интенсивности внутр-х поверхностных сил в ж, к-е вызваны поверхностными внешними и массовыми внеш силами. Давление в покоящейся ж наз-ся гидростатическим. Из соотношения (1) следует, что направ-е давления р совпадает снаправ-ем силы ΔF, т.к ΔS- это скаляр. Единца измерения давления в СИ – Па, 1Па= 1Н/м² На практике применяют и другие системные и внесистемные единицы измер-я р: бар, мм РТ ст, мм вод ст, техническая атмосфера (ат), физическая атмосфера (а). Численно Паскаль связан с указанными ед-ми след-им образом: 1бар=10⁵Па, 1мм РТ ст. 133,3 Па, 1мм вод ст=9,81Па, 1а.т=0,981* 10⁵Па= 98,1кПа, 1а=1,013*10⁵=101,3кПа

Св-ва гидростатического давления: 1. На внешней поверх-ти жидкости ГСД направлено по нормали внутрь объема ж. 2. В любой точке внутри ж ГСД давление по всем направлениям одинаково, т.е не зависит от наклона площадки ΔS по к-ой оно действует. Физически эти св-ва обусловлены тем, что покоющаяся ж не передает касательные и растягивающие силы, а воспринимает только равномерные всесторонне сжатие, т.е любая жидкая частица сжата со всех сторон одинаково. Как правило измеряют избыточное давление, к-е измер-ся манометрами: механические и жидкостные.