Силы, действующие на жидкость
Вследствие текучести (подвижности частиц) в жидкости действуют силы не сосредоточенные, а непрерывно распределенные по ее объему или по 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. Массовые силы действуют на каждую частицу жидкости и характеризуются ускорениями. Например, сила тяжести является наиболее распространенной массовой силой, характеризуется ускорением силы тяжести g = 9,81 м/с2.
Поверхностныесилы непрерывно распределены по поверхности жидкости. 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 ΔR - действующая на площадку 
и направленная под углом к ней, может быть разложена на нормальную (перпендикулярную к поверхности) 
и касательную 
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 (вся 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 p и направлено по внутренней нормали, т.е. является сжимающим. Если сила давления равномерно распределена по площадке , то среднее давление определяется по формуле
. (4.1)
Следовательно, давление – это сила, которая действует на единицу площади и направлена по нормали.
Касательное напряжение в жидкости, т.е. напряжение трения, обозначается буквой 
и выражается так
. (4.2)
За единицу давления в системе СИ принят Паскаль – давление, вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м2 . В технике основной единицей давления является атмосфера (техническая атмосфера), кГ/ 
– давление, вызываемое силой 1 кГ равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью 1 .
Касательное напряжение имеет ту же размерность и ту же единицу измерения в системе СИ, что и давление.
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 875;