Основной закон гидростатики

Рассмотрим распространенный частный случай равновесия жидкости, когда на неё лишь действует одна массовая сила – сила тяжести, и получим уравнение, позволяющее находить гидростатическое давление в любой точке рассматриваемого объема жидкости. Если этот объем весьма мал по сравнению с объемом Земли, то свободную поверхность жидкости можно считать горизонтальной плоскостью.

Пусть жидкость содержится в сосуде (рис.) и на её свободную поверхность действует давление P0 . Найдем гидростатическое давление P в произвольной взятой точке, расположенной на глубине h.

Запишем сумму сил, действующих на рассматриваемый объект в проекции на

вертикаль:

– основное уравнение гидростатики

В гидравлике принято сумму называть полным гидростатическим напором,

где z – геометрический напор,

– пьезометрический напор, представляет собой высоту столба данной жидкости, соответствующую данному давлению p.

У жидкости находящейся в покое полный гидростатический напор есть величина постоянная для всего объема жидкости

,

где h - глубина погружения точки

– основное уравнение гидростатики

Понятие напора является эквивалентным понятию давления характеризующего энергетические качества жидкости.

Поверхность уровня (равного действия) – это поверхность, во всех точках которой давление одинаково.

У жидкостей находящихся в состоянии покоя, поверхностью уровня является горизонтальная плоскость

Закон Паскаля

Давление является одинаковой величиной для всех точек объема жидкости, поэтому, учитывая свойство гидростатического давления, можно сказать, что давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости и по всем направлениям одинаково.

Гидравлический пресс Паскаля

1 – малый цилиндр

2 – рычаг

3 – малый поршень

4 – шток

5 – вентиль

6 – большой цилиндр

7 – плуинсер

8 – деформируемое тело или груз

Кинематика и динамика жидкости