Тема : «Гидростатика. Основное уравнение гидростатики»

Цель урока: Формирование знаний об общих законах и уравнениях гидростатики

1 Раздел «Понятие о жидкости» Тема 1 «Понятие о жидкости, физические свойства жидкости» Тема 2 «Приборы для измерения плотности и вязкости»

Гидравлика делится на два раздела: гидростатика и гидродинамика. Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение.

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением.

Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна

Рассмотрим произвольный объем жидкости находящейся в равновесии под действием внешних сил. Выделим внутри этого объема жидкости очень малую площадку S Действующая на эту площадку сила F к ней, тогда соотношение представляет собой "напряжение", т.е. силу, приходящуюся на единицу площади. Р= F / S

Свойства гидростатического давления 1. На поверхности жидкости гидростатическое давление всегда направлено по нормали внутрь рассматриваемого объема жидкости.

2. Гидростатическое давление в данной точке во всех направлениях одинаково (основная теорема гидростатики)

3. Гидростатическое давление в точке, будучи одинаковым по любому направлению, неодинаково в различных точках пространства, т.е. есть функция координат:

Если давление Р отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным давлением Рабс.

Р абс = Р+Р атм Р абс – абсолютное давление Р – гидростатическое давление Р атм – атмосферное давление

Если давление отсчитывают от атмосферного, то оно называется избыточны м (манометрическим) Р изб

Р изб = Р- Ратм

Атмосферное давление постоянно Ратм = 103 к Па

Вакуумметрическо е давление Рвак - недостаток давления до атмосферного.

Р в = Ратм – Р Р [Н/ м ^2 ] = [Па]

Основное уравнение гидростатики

Р= Р 1 +ρgh – основное уравнение гидростатики Р 1 - гидростатическое давление h - высота столба жидкости g – ускорение свободного падения (9,8 м/с^2)

Если Р1 (гидростатическое давление) будет равно атмосферному, то это гидростатическое давление будет равняться избыточному Ризб = ρgh

Если Р1 (гидростатическое давление) будет совпадать со свободной поверхностью, то это гидростатическое давление будет равняться Р = Р атм + ρgh

Задача 1 Определить давление в точке отстающей от поверхности жидкости на расстоянии 200 м. При этом плотность жидкости 900 кг/м^3, учитывая атмосферное давление 0, 1 МПа

Задача 2 В резервуаре на водной подушке хранится керосин плотностью 730 кг/м^3. слой воды 0,7 м, слой керосина 0,5 м. Определить избыточное давление на уровне дна резервуара

Задача 3 Определить абсолютное давление возникающее в резервуаре, если атмосферное давление 9,81 *10 ^4 Па, глубина нефти 6 м, плотность нефти 860 кг/м ^3

Задача 4 Необходимо определить избыточное давление в самой глубоко-водной части Мирового океана, если глубина ее м, а средняя плотность воды 1040 кг/м ^3.