Hidrosztatika

A hidrosztatika a kontinuumfizika egyik ága , amely a folyadékok egyensúlyát vizsgálja (különösen a gravitációs térben).

A hidrosztatika az álló folyadékok viselkedésének elmélete. [egy]

A hidrosztatika tanulmányozása során néhány analógia vonható le a rugalmasság elméletével , amely a szilárd testek egyensúlyát vizsgálja; ugyanakkor a szilárd testtel ellentétben a folyadék nem áll ellen a nyírófeszültségnek . Emiatt folyadékban nem létezhet stressz anizotrópia . Ezért a többkomponensű tenzor helyett (szilárd test esetén) a folyadékban lévő feszültségeket egyetlen mennyiség - nyomás írja le . Ebből következik a Pascal-törvény : a folyadékra kifejtett nyomást a folyadék minden irányban egyformán továbbítja.

A hidrosztatika alaptörvénye - a folyadéknyomás függése a mélységtől - az összenyomhatatlan folyadék egyenletes gravitációs térben a következőképpen alakul:

Ebből a törvényből következik a szintek egyenlősége a kommunikáló edényekben.

Arkhimédész elve : a folyadékba merített testet felhajtóerő hat

ahol a folyadék sűrűsége, és a folyadékba merített test térfogata.

Arkhimédész törvényét a következőképpen képzelheti el. Ha egy folyadékba helyezett testet magával a folyadékkal cserélünk le, az nem változtat semmit a testet körülvevő folyadékon. Ebben az esetben a helyettesítő folyadék súlytalan lesz, mivel azonos a folyadék többi részével, és az eltérő súly felfelé vagy lefelé mozgást jelentene, és a semmiből energiát nyerhet. És mivel a „levegőben” lévő helyettesítő folyadék éppen akkora súlyú lenne, mint amennyinek lennie kellene Arkhimédész törvénye szerint, akkor ezt a súlyt veszíti el a folyadékba merült test.

A folyadék szabad felületének alakját külső erők (elsősorban gravitációs erők) és felületi feszültségi erők kombinációja határozza meg. Nagy tömegű folyadékoknál a gravitációs erők dominálnak, és a szabad felület ekvipotenciális felület formáját ölti, míg egy centiméteres nagyságrendű vagy annál kisebb méreteknél (édesvíznél) a kapilláris erők a meghatározóak.

Jegyzetek

1. ↑ Pashkov, 1977 , p. tizennégy.

Irodalom

• Pashkov N. N., Dolgachev F. M. Hidraulika. A hidrológia alapjai. - M . : Energia, 1977. - 407 p.