Хидростатично налягане

Хидростатиката е една от секторите на хидравликата, която изследва равновесното състояние на флуида и налягането, което се появява в течност, лежаща на различни повърхности.

Хидростатичното налягане е основна концепция за хидростатиката. Нека разгледаме произволен обем течност, който е в равновесие. Вътре в този обем контур точка А и психически го разделим на две от равнина, минаваща през точка А. В този самолет част за изолиране на площ S и центъра в точка А. Да се ​​премахне половината от обема и замени силата, с която той е действал на останалата част от сумата, силата, уравновесяващ Е. Така течността през второто полувреме все още ще бъде в покой.

Сега започваме да намаляваме площ S, така че точката А постоянно е вътре в нея. С достатъчно намаляване на точка А съвпада с областта S. и налягането в точка А ще се определя от формула P (A) = Лим DF / DS, когато DS клони към нула.

Тогава налягането, упражнявано върху подложката S, ще бъде равно на сумата от наляганията, упражнявани върху всички точки, принадлежащи към тази повърхност. С други думи: p = F / S. Хидростатичното налягане е стойност, равна на коефициента на разделяне на силата F върху областта S.

Причината за хидростатичното налягане е: теглото на самата течност и налягането, което се прилага върху повърхността на течността. По този начин налягането, причинено от теглото на самата течност и външното налягане са видовете хидростатично налягане. Ако течността се постави в буталото и се приложи известна сила върху него, естествено налягането вътре в течността ще се повиши. При нормални условия течността се подлага на атмосферно налягане. Ако налягането на повърхността на течността е под атмосферното налягане, то това налягане се нарича габаритно налягане.

Течността е в равновесие, ако всички сила на натиск, действащи върху всеки достатъчно малък обем течност, са балансирани една от друга.

Нека разгледаме хидростатичното налягане и неговите свойства:

• За всяка точка, произволно взета във флуида, векторът на хидростатичното налягане е насочен вътре в неговия обем и перпендикулярен на площта, разпределена в обема.

Нека докажем това свойство: да предположим, че ъгълът, при който силата се прилага към определена област, не е пряка. Ние представяме силата F като P (нормална), P (тангенциална). Да предположим, че допирателната компонента не е равна на нула, след което под нейно влияние течността трябва да тече по наклонена, но тя се намира в точка. Оттук и заключението предполага, че допирателната е нула и ефектът от налягането е перпендикулярен на площта. Имотът е доказан.

• Хидростатичното налягане е еднакво във всички посоки.

Нека докажем това свойство на хидростатичното налягане: в произволен обем течност, ние избираме един тетраедър, чиито две равнини съвпадат с координирани равнини, и третата е избрана произволно. В дъното имаме десен триъгълник. Действието на течността върху всяка страна означават: X * (Р), Y * (Р), Z * (Р) се съхранява в течен равновесие, така че общият резултат от действието на силите е 0.

E * (х) = 0

X * (P) dz-Е * (Р) de sin a = 0,

Е * (у) = 0, Е * (z) = 0

Z * (P) dx -E * (P) de cos a = 0

Очевидно е, че dz = de sin a, dx = de cos a

от това: X * (P) = Е * (Р), Z * (P) = E * (P)

изход: X * (P) = Y * (P) = Z * (P) = E * (P)

Имотът е доказан. Тъй като лицето е избрано произволно, това равенство е валидно за всеки случай.

• Хидростатичното налягане варира в зависимост от дълбочината. При увеличаване на дълбочината, налягането в точката ще се увеличи и с намаляваща дълбочина на потапяне - ще се увеличи.

Всяка течност точка, в равновесие отговаря на следното уравнение: J + р / г = к (о) + Р (О) / г = Н, където J - координата на дадена точка, J (О) - координата на повърхността на течността, р, и p (o) е височината на колоните, g е относителната тежест на течността и H е хидростатичната глава.

В резултат на трансформациите получаваме p = p (o) + g [j (0) -j] или p = p (o) + gh

където h е дълбочината на потапяне на дадена точка и gh не е друго освен теглото на колона от течност, равна на височина h и имаща единична площ в основната площ. Това свойство на хидростатичното налягане се нарича закон на Паскал.