Гидростатический парадокс

При одинаковой площади дна резервуара суммарное давление жидкости на дно не зависит от формы резервуара, а зависит только от глубины его наполнения.

Плавание тел. Закон Архимеда.

По закону Архимеда на тело действует вертикальная выталкивающая сила, направленная вверх.

В теории плавания тел имеют два понятия: плавучесть (способность тела плавать) и остойчивость - способность плавающего тела восстанавливать нарушенное при крене равновесие после устранения сил, вызвавших крен (резкий поворот).

Рассмотрим тело по расположению сил:

Графическая интерпретация основного уравнения гидростатики

Для графического изображения закона изменения гидростатического давления по глубине служат эпюры давления. Площадь эпюры выражает силу давления, а центр тяжести эпюры – это точка, через которую проходит равнодействующая сила гидростатического давления.

При постоянной глубине h избыточное гидростатическое давление является постоянным.

При построении эпюр, если P₀= P_атм, то при построении эпюр P₀ принимают равной 0.

Пример:

Гидродинамика

Гидродинамика – это раздел, который изучает движущуюся жидкость, а также законы, которые рассматривают движущуюся жидкость с твердыми телами. Параметр, который характеризует движение жидкости это скорость и давление. Они изменяются во времени.

Существует два метода изучения движущейся жидкости:

1. Метод Лагранжа Суть: выбирается любая частица жидкости и изучается поведение этой жидкости в пространстве и во времени.

2. Метод Эйлера Суть: выбирается плоскость или ось, в которой наблюдается за изменением и скоростью потока.

Различают два вида движения жидкости:

1. Установившееся движение, при котором давление и скорость остаются неизменными в течении заданного промежутка времени. Пример: истечение воды из бака при постоянном уровне

2. Неустановившееся, при котором скорость и давление будут изменятся. Пример - течение жидкости при переменном уровне

Основные понятия при кинематике жидкости

Линия тока – это кривая, проведенная в движущейся жидкости через все точки, в которых вектора скорости являются касательными к этой линии.

Элементарная струйка или трубка тока – часть движущейся жидкости, ограниченная поверхностью тока, проведенная в данное время через все точки бесконечно малого замкнутого контура, находящегося в области занятой жидкости.

Если предположить, что это так, то существует ряд признаков:

• Проникновение частиц жидкости через боковую поверхность элементарной струйки считается невозможным.

• Форма элементарной струйки не изменяется во времени.

• Скорость каждой линии тока считается постоянной

Поток – это совокупность всех элементарных струек.

Живое сечение – это сечение, проведенное нормально к вектору средней скорости.

Напорные потоки – это такие, которые со всех сторон жесткими стенками.

Безнапорные потоки – это потоки, имеющие свободную поверхность. Пример безнапорного потока – система водоотведения.

Смоченный периметр - это линия соприкосновения живого сечения с твердыми стенками, ограничивающими поток.

Гидравлический радиус – отношение живого сечения к смоченному периметру.

Расход Q – это есть количество жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение площадью омега

Равномерное движение жидкости – это движение, при котором живое сечение и скорость не изменяются в течение заданного промежутка времени.