02 Основные физические свойства жидкостей и газов

06-

(06) Эпюры гидростатического давления.
Сила гидростатического давления жидкости на плоские стенки.
Центр давления.
Сила гидростатического давления жидкости на криволинейные стенки.
Закон Архимеда.
Котельная формула

Эпюры гидростатического давления

Эпюра гидростатического давления – графическое изображение закона распределения нормального гидростатического напряжения по поверхности. Давление можно рассматривать абсолютное, избыточное и весовое (только за счет жидкости). Если давление на поверхности жидкости совпадает с атмосферным давлением, то избыточное и весовое давления совпадают. Эпюры могут быть построены для всех перечисленных давлений, однако на практике строят обычно эпюры избыточного давления, принимая во внимание, что с другой стороны стенки также действует атмосферное давление.

	Эпюру всегда следует строить со стороны жидкости, помня о направлении действия нормальных напряжений в покоящейся жидкости (по внутренней нормали). На свободной поверхности имеем , . На глубине ,

Сила гидростатического давления жидкости на плоские поверхности


1. Поверхность горизонтальна
Все точки горизонтальной площадки находятся на одинаковой глубине и испытывают одинаковое давление со стороны покоящейся жидкости. Если свободная поверхность жидкости открыта в атмосферу ( ), то сила избыточного давления на площадку площади определяется по формуле , т.е. численно равна весу жидкости, заключенной в вертикальной призме с основанием и высотой .

Сила направлена со стороны жидкости перпендикулярно стенке. Линия действия силы пересекает площадку в центре тяжести, так как давление распределено по площадке равномерно. При равенстве , плотностей , площадей оснований и глубин независимо от формы сосуда сила давления на горизонтальное дно будет одной и той же. Так в расширяющихся кверху сосудах сила давления на дно меньше веса жидкости, в цилиндрических – они одинаковы, а в сужающихся кверху – сила давления больше веса заключенной в сосуд жидкости. Это явление, парадоксальное с точки зрения житейских представлений, носит название «гидростатический парадокс». (Б. Паскаль).