Силы, действующие на жидкость. Вследствие текучести (подвижности частиц) в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а непрерывно распределенные по ее объему или поверхности

Вследствие текучести (подвижности частиц) в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а непрерывно распределенные по ее объему или поверхности. Эти силы, действующие на жидкость и являющиеся по отношению к ней внешними, делят на массовые (объемные) и поверхностные.

Массовыесилы пропорциональны массе жидкости или газа (для однородной жидкости пропорциональны ее объему). К массовым силам относятся сила тяжести, центробежная сила и т.д.

Поверхностныесилы непрерывно распределены по поверхности жидкости и при равномерном их распределении пропорциональны площади этой поверхности. Они обусловлены непосредственным воздействием соседних объемов на данный или же воздействием других тел (твердых или газообразных),граничащих с данной жидкостью. С такими же силами, но в противоположном направлении, жидкость действует на соседние с ней тела.

Можно представить, как в общем случае поверхностная сила ∆R – действующая на площадку ∆S и направленная под углом к ней, может быть разложена на нормальную (перпендикулярную к поверхности) ∆F и касательную ∆Т составляющие. Первая называется силой давления, а вторая - силой трения. Обычно в гидравлике массовые силы рассматривают отнесенными к единице массы, а поверхностные – к единице площади. Так как массовая сила равна произведению массы на ускорение, то, разделив ее на массу, получим массовую силу, отнесенную к единице массы. Результатом будет единичная массовая сила, численно равная соответствующему ускорению.

Единичная поверхностная сила (поверхностная сила, деленная на площадь) называется напряжением поверхностной силы и раскладывается на нормальное и касательное напряжения. Нормальное напряжение, т.е. напряжение силы давления, называется гидродинамическим давлением(в случае покоя – гидростатическим давлением) или просто давлением, обозначается буквой р и направлено по внутренней нормали, т.е. является сжимающим. Если сила давления ∆F равномерно распределена по площадке ∆S, то среднее давление определяется по формуле

р = .

Касательное напряжение в жидкости, т.е. напряжение трения, обозначается буквой τ и выражается так

τ = .

За единицу давления в системе СИ принят паскаль – давление, вызываемое силой 1Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1м². Касательное напряжение имеет ту же размерность и ту же единицу измерения в системе СИ, что и давление.