水静力学.ppt

1第一章水静力学水静力学的任务:是研究液体平衡的规律及其实际应用。液体的平衡状态有两种:一种是静止状态;另一种是相对平衡状态。注意:液体在平衡状态下没有内摩擦力,此时理想液体和实际液体一样。21-1静水压强及其特性一、静水压力与静水压强如图所示:3静水压力:静止(或处于相对平衡状态)液体作用在与之接触的表面上的水压力称为静水压力,常以字母Fp表示。静水压强:取微小面积,令作用于的静水压力为,则面上单位面积所受的平均静水压力为静水压强静水压力Fp的单位:牛顿(N);静水压强p的单位:牛顿/米2(N/m2),又称为“帕斯卡”(Pa)。AFppA?????0limA?A?pF?A?AFpp???4二、静水压强的特性静水压强的两个重要特性:。,或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。(a)(b)6理论证明静水压力具有各项同性为作用在O`DB面上的静水压力;为作用在O`DC面上的静水压力;为作用在O`BC面上的静水压力;为作用在DBC面上的静水压力;pxF?pzF?pyF?pnF?7四面体体积:总质量力在三个坐标方向的投影为:按照平衡条件,所有作用于微小四面体上的外力在各坐标轴上投影的代数和应分别为零。理论证明静水压力具有各项同性xzfyxV??????61????????????????????zzyyxxzfyxFzfyxFzfyxF???616161?????????????????????????????????061),cos(061),cos(061),cos(xpnpzxpnpyxpnpxzfyxxnFFzfyxxnFFzfyxxnFF???8而四面体四个表面:则有所以静水压强第二特性:静水压强具有各项同性zyxnAnAx??????61),cos(xzynAnAy??????61),cos(yxznAnAz??????61),cos(nxxnpnxpxVxnpnxpxppxfAFAFxfAFAF?????????????????????0)31(lim0310??nyynpnypyVynpnypyppyfAFAFyfAFAF?????????????????????0)31(lim0310??nzznpnpzpzVznpnpzpzppzfAFAFzfAFAF?????????????????????0)31(lim0310??nzyxpppp???91-2液体的平衡微分方程式及其积分液体平衡微分方程式:是表征液体处于平衡状态下,作用于液体上各种力之间的关系式。取平行六面体如图:10一、:静水压力各为及。:。则X方向:-+=0以除上式各项并化简后为:dydzdxxpp)2(???dydzdxxpp)2(???dxdydzfx?dydzdxxpp)2(???dydzdxxpp)2(???dxdydzfx?dxdydz?xfxp????