Основное уравнение гидростатики

Тема 1.2. Основы гидростатики.

Гидростатика изучает законы равновесия в покоящейся жидкости. Она рассматривает жидкость и погруженные в нее тела в состоянии покоя..

Жидкость, находящаяся в покое, подвергается действию внешних сил 2-х категорий: массовых и поверхностных.

Массовые силы – это силы, приложенные непосредственно к частицам жидкости, заполняющей некоторый объем (сила тяжести, сила инерции).

Поверхностные силы – это силы, распределенные по поверхности (например: атмосферное давление, действующее на свободную поверхность жидкости).

Рис. Определение гидростатического давления.

На площадку А действует сила гидростатического давления Р, равная весу выделенного столба жидкости

Отношение нормальной силы к площадке А, на которую она действует, называется средним гидростатическим давлением

Если размер площадки А приблизить к нулю, то отношение будет стремиться к пределу, который называется гидростатическим давлением в точке или просто гидростатическим давлением.

Гидростатическое давление всегда направлена по нормали внутрь объема жидкости.

Единице й давления в СИ является Паскаль (Па), килопаскаль (кПа =10 Па), мегапаскаль (МПа = 10 Па).

Различают следующие виды давления:

1. Барометрическое (атмосферное) Р – зависит от высоты места над уровнем моря, от состояния погоды и других факторов. Чем выше над уровнем моря, тем давление меньше и наоборот.

2. Когда барометрическое давление приложено к свободной поверхности жидкости, то давление внутри жидкости на глубине h,будет называться абсолютным

1. - избыточное манометрическое давление (является дополнительным к атмосферному).
2. Если абсолютное давление меньше барометрического, то разность этих давлений составляет вакуумметрическое давление.

Уравнение, которое определяет абсолютное гидростатическое давление в любой точке покоящейся жидкости на глубине h, представляет собой сумму давления на внешнюю поверхность и давления, созданного весом столба жидкости. Это уравнение называется основным уравнением гидростатики

Для точек расположенных на одинаковой глубине от уровня свободной поверхности, избыточное гидростатическое давление будет одинаковым и равным весовому давлению в данной точке.

Для измерения давления в жидкости применяют различные приборы: пьезометры, манометры, вакуумметры.

Пьезометр представляет собой стеклянную трубку с измерительной шкалой. Верхний конец открытый, а нижний присоединен к отверстию сосуда, в котором измеряется давление.

Дата добавления: 2014-10-15