Тема 1. Равновесие жидкости

Основные понятия: дифференциальное уравнение равновесия жидкости; три формы записи основного уравнения гидростатики; поверхность равного давления; закон Паскаля; абсолютное, манометрическое и вакуумметрическое давление; сила давления на плоские и криволинейные поверхности; относительный покой жидкости; закон Архимеда; относительный покой жидкости.

Вопросы, на которые необходимо найти ответ в ходе изучения темы:

1. Что обозначает выражение ?
2. Какие выводы можно сделать, если ?
3. Как можно получить основное уравнение гидростатики в дифференциальной форме?
4. В каком случае уравнение Бернулли превращается в основное уравнение гидростатики?
5. Запишите основное уравнение гидростатики в трех его формах. Объясните значение каждого входящего в него слагаемого.
6. Какая плоскость называется плоскостью равного давления?
7. В чем разница между напором и давлением?
8. Что называют удельной энергией положения?
9. Объясните закон Паскаля.
10. Какие механизмы действуют на основе закона Паскаля?
11. Что называют абсолютным давлением, манометрическим давлением, вакуумом?
12. Какое давление будет в напорном потоке, если пьезометрическая линия проходит ниже его геометрической оси?
13. Как определить давление в любой точке жидкости, находящейся в закрытом резервуаре? От чего оно зависит?
14. Чему равна результирующая сила давления на стенки резервуара произвольной формы? Как это доказать?
15. Как определить силу давления жидкости на плоскую горизонтальную поверхность?
16. В чем заключается гидростатический парадокс?
17. Как определить силу давления жидкости на плоскую вертикальную поверхность?
18. Как определить точку приложения результирующей силы давления на плоскую вертикальную поверхность?
19. Как определяется величина силы давления на криволинейные поверхности?
20. Как рассчитать допустимое давление в трубе, чтобы не допустить ее разрыва?
21. Сформулируйте закон Архимеда.
22. Какова природа действия Архимедовой силы?
23. Каковы условия плавания тел, их равновесия?
24. Объясните принцип действия ареометра (прибора для измерения плотности жидкости).
25. Что такое относительный покой жидкости?
26. Какие силы действуют при относительном покое жидкости? Как их записать?
27. Как определить положение свободной поверхности жидкости при ее вращении в цилиндрическом сосуде?
28. Как распределяется давление в любой фиксированной круглоцилиндрической поверхности при относительном покое жидкости?

Практические задачи, решение которых может быть найдено после изучения теоретического материала: