第二節(jié)液體靜力學

1、第二節(jié) 液體靜力學 液體靜力學主要是討論液體靜止時的平衡規(guī)律以及這些規(guī)律的應用。 “液體靜止”指的是液體內部質點間沒有相對運動，不呈現(xiàn)粘性而言。(至于盛裝液體的容器，不論它是靜止的還是勻速、勻加速運動都沒有關系。)1一、液體靜壓力及其特性 作用在液體上的力有兩種類型： 質量力 表面力質量力：作用在液體所有質點上，其大小與質量成正比，如重力、慣性力等。 單位質量液體受到的質量力稱為單位質量力，在數(shù)值上等于重力加速度。表面力：作用于所研究液體的表面上，如法向力、切向力。當液體靜止時，液體質點間沒有相對運動，不存在切向力，所以靜止液體的表面力只有法向力。 21、靜壓力的概念 靜壓力p指靜止液體單位面

2、積上所受的法向力。 液體內某質點處微小面積A上作用有法向力F，則靜壓力為： 若法向力F均勻地作用在面積A上，則靜壓力為： 液體靜壓力在物理學上稱為壓強，工程實際應用中習慣稱為壓力。3(1)液體靜壓力垂直于承壓面，其方向與該面的內法線方向一致。2、靜壓力具有兩個重要特征：(2)靜止液體中，任何一點所受到的各方向的靜壓力都相等。4二、靜壓力基本方程式（一）靜壓力基本方程式有一垂直小液柱，如圖所示： 在垂直方向進行受力分析，列力平衡方程：整理得：5（1）靜止液體內任一點處的壓力由兩部分組成： 表面力p0 液體自重力（2）靜壓力ph，即隨液體深度的增加而線性地增加。 （3）壓力相等的所有點組成的面稱為

3、等壓面。在重力作用下靜止液體中的等壓面是一個水平面。1、結論6 以：h=Z0-Z代入方程整理后得： p+Z= p0+Z0=常量 2、物理意義 靜止液體具有兩種形式的能量：壓力能和位能，兩者可互相轉換，其和不變。即能量守恒。7（二）壓力的表示方法及單位(1)絕對壓力大氣壓力+表壓力(2)真空度大氣壓力-絕對壓力-表壓力1、表示方法 絕對壓力 相對壓力(表壓力) 真空度8例、已知h=0.5m，=10000N/m3，則容器內真空度為 ，絕對壓力為 。（ 大氣壓力是P0=1.01105Pa） 注意： 因大氣中物體受大氣壓的作用自相平衡，所以用壓力表測得的壓力數(shù)值是相對壓力。在液壓技術中所提到的壓力，如

4、不特別指明，均為相對壓力。比如習題1-3。92、壓力單位 帕斯卡，簡稱帕，符號為Pa，1Pa1N/m2。 由于此單位很小，工程上使用不便，因此常采用它的倍單位兆帕，符號MPa。顯然，常用設備不必考慮質量力的影響。10四、帕斯卡原理 靜壓傳遞原理：液體自重(h)所產生的壓力很小，可忽略不計，認為壓力等值傳遞。F1= F2A1/A2 只要A1/A2足夠大，用很小的力F2就可產生很大的力F1。液壓千斤頂和水壓機。 液壓傳動可使力放大，可使力縮小，也可以改變力的方向。 液體內的壓力是由負載決定的。11五、靜壓力對固體壁面的作用力1、承壓面為平面：F=pA； 2、承壓面為曲面： 作用在曲面上的總作用力在某一方向上的分力等于靜壓力與曲面在該方向投影面積的乘積。即：x 12作用在微小面積上的力dFpdA，如圖所示，將dF分解為x、y兩個方向的力，即dFxpdAsinpdAx dFyp