Гідростатика (Рівновага рідини чи газу). Гідростатичний тиск та його властивості

Гидростатика – розділ технічної механики, який вивчає основні закони рівноваги рідини, що знаходиться у спокої.

На рідину, що покоїться діють дві групи сил.

1. Зовнішні – масові, що пропорційні масі (сила ваги, сила інерції), та поверхневі – пропорційні до площини поверхні (сили зовнішнього тиску, поверхневого натяжіння).

2. Внутрішні – що виникають у самоґ рідині, тобто сили реакції, для підтримки рідини в стані рівноваги (компенсації зовнішніх сил).

Рис. 2. Визначення гідростатичного тиску.

Р – рівнодіюча внутрішніх сил, віднесена до площі дії v, дає середній гідростатичний тиск на одиницю площі дії:

; Н/м², Па.

Таким чином, сила Р – це сумарна сила гідростатичного тиску, а відношення - гідростатичний тиск Р_ср.

Якщо зменшити площадку до точки, то гідростатичним тиском у точці буде величина:

Гідростатичний тиск у точці є край відношення сили тиску, що діє на елементарну площадинку, до її площі, якщо та прямує до нулю.

Одиниця вимірення гідростатичного тиску, як і тиску взагалі, у системі СІ – паскаль, кілопаскаль, мегапаскаль.

1 КПа=10³Н/м²=10³Па

1 МПа=10⁶Па

Удругих системах – кг/см², мм рт. ст; м. в. ст – вивчається при виконанні лабороторної роботи №1 з курсу предмета.

Дві основні властивості гідростатичного тиску.

a) Гідростатичний тиск діє завжди направлено за внутрішньою нормаллю до площі, на яку він діє.

Ця властивість доводиться від протилежного: якщо б тиск не був направлений за нормаллю, щоб виникали дотичні напруження зсуву і рідина покинула б стан рівноваги.

b) Гідростатичний тиск у будь-який точці рідини діє однаково за усіма напрямками, тобто не залежить від куту нахилу площі, на яку діє.

Ця властивість доводиться тим положенням, що, коли річ йде про точку, то точка не має геометричних розмірів, отже і орієнтаціґ у просторі, тому кут нахилу не впливає. Подрібно дивися доказ в [1, чи 2,3].

Рис. 3. Основні властивост- гідростатичного тиску.

Дата добавления: 2014-12-25