Тема 2 Силы, действующие на текучее тело

В зависимости от места приложения сил различают внутренние и внешние силы.

Под действием внешних сил масса жидкости может или сохранять равновесие, или перейти в состояние движения.

По характеру действия различают массовые и поверхностные силы.

Массовые силы F_m действуют на каждую единицу массы m тела. Они пропорциональны массе m или объёму жидкости V (если плотность среды во всём объёме постоянна r = const).

F_m = k × m.

где k – коэффициент пропорциональности.

К массовым силам относятся: сила тяжести (вес) G = m × g; сила инерции, равная произведению массы тела m на его ускорение а, взятое с обратным знаком I = – m × a; центробежные, электромагнитные силы.

Поверхностные силы F_w действуют на единицу поверхности (силы давления, трения, сжатия), то есть они пропорциональны размеру площадки w, на которую они действуют:

F_w = р × w,

где р – коэффициент пропорциональности – напряжение.

Поверхностные силы проявляются на граничных поверхностях рассматриваемого объёма среды.

Статика текучего тела (Гидростатика)

Гидростатика (от греческого хюдор – вода и статике – равновесие) – раздел гидрогазодинамики, который изучает законы равновесия жидкостей под действием приложенных сил, а также действие жидкости, находящейся в состоянии покоя, на погруженные тела и ограничивающие стенки.

Гидростатика капельных и газообразных жидкостей рассматривает жидкости, находящиеся в состоянии равновесия (покоя).

Покой жидкости может быть абсолютным и относительным.

Равновесным называется такое механическое состояние массы жидкости, при котором на неё не действовали и не действуют внешние силы и каждая частица этой массы или остаётся неподвижной относительно данной системы координат, или движется с одинаковой для всех частиц скорость, так что взаимное расположение частиц этой массы остаётся неизменным.

Для равновесия массы жидкости необходимо, чтобы сумма всех внешних сил, или их проекций на координатные оси равнялась нулю.