4.Модель идеальной жидкости. Гидростатика, силы, действующие на жидкость. Давление в жидкости.

Силы, действующие на жидкость. Давление в жидкости.

В следствии текучести в жидкости действуют распределенные по ее объему (массе) или поверхности силы распределенные. По этому силы, действующие на объемы жидкости являющиеся по отношению к ним внешними разделяют, на два вида:

1. Массовые (объемные) силы – в соответствии со 2-м законом Ньютона пропорциональны массе жидкости (а для однородной жидкости – по объему). К ним относятся: силы тяжести, силы инерции переносного движения, которые действуют на жидкость при отрицательном ее покое в ускоренно движущемся сосуде или при относительном движении жидкости в каналах, немешающиеся с ускорением.

2. Поверхностные силы – непрерывно распределены по поверхности жидкости и при равномерном распределении их пропорциональны площади этой поверхности. Эти силы обусловлены воздействием соседних объемов жидкости на данный объем или же воздействием других тел как твердых так и газообразных соприкасающихся с данной жидкостью (согласно 3-му закону Ньютона)

Поверхностная сила ΔR действующая на площадку ΔА направлена под углом α к ней. Разложим ΔR на нормальную ΔN и тангенциальную ΔТ составляющие.

ΔN – сила давления,

Δ Т – сила трения.

Массовые силы обычно относят к единицы массы, а поверхностные к единице площади.

Массовые силы равны произведению массы на ускорение, поэтому единая массовая сила соответствует ускорению.

Единая поверхностная сила называемая напряжением поверхностной силы раскладывается на нормальные и касательные напряжения.

. Нормальная составляющая поверхностных сил называется силой давления Р, а напряжение (единичная сила) называется давлением

P_ср= ΔN/ ΔА Более точной величиной является давление в точке

P=

Н апряжение тангенциальной составляющей поверхностной силы Т (касательное на­пряжение ) определяется аналогичным образом (в покоящейся жидкости Т=0).

Величина давления (иногда в литературе называется гидростатическим давлением) в системе СИ измеряется в паскалях.

Поскольку эта величина очень мала, то величину давления принято измерять в мега-паскалях Мпа 1МПа = \ 10⁶ Па.

В употребляемой до сих пор технической системе единиц давление измеряется в технических атмосферах, am, 1 am = \кГ/см² = 0,1 МПа, 1 МПа = 10 am. В технической системе единиц давление кроме технической атмосферы измеряется также в физических атмосферах, А. \А = 1,033 am. Различают давление абсолютное, избыточное и давление вакуума. Абсолютным дав­лением называется давление в точке измерения, отсчитанное от нуля. Если за уровень от­счёта принята величина атмосферного давления, то разница между абсолютным давлени­ем и атмосферным называется избыточным давлением.

P_ізб=P_аб-P_a Если давление, измеряемое в точке ниже величины атмосферного давления, то раз­ница между замеренным давлением и атмосферным называется давлением вакуума

P_вак=Р_а-Р_абс Избыточное давление в жидкостях измеряется манометрами. Это весьма обширный набор измерительных приборов различной конструкции и различного исполнения