www.wikidata.uk-ua.nina.az

Гідростатика Гідроста тика рос гидростатика англ hydrostatics fluid statics нім Hydrostatik розділ гідромеханіки що вивч

Гідростатика

Гідроста́тика (рос.гидростатика; англ. hydrostatics, fluid statics; нім. Hydrostatik)  — розділ гідромеханіки, що вивчає закони рівноваги рідин, які перебувають у стані абсолютного чи відносного спокою та рівноваги тіл, занурених у рідини за умови, коли відсутні переміщення часток рідини одна відносно одної.

Загальний опис Редагувати

Рідина, що перебуває у стані спокою у системі координат, зв'язаній із Землею, знаходиться в абсолютному спокої. Спокій рідини у системі координат, котра рухається відносно Землі, називають відносним.

У загальному випадку рідина зазнає дії масових і поверхневих сил. При цьому спокій рідини спостерігається тільки у випадку, коли масові сили мають потенціал і постійні у часі. Зазвичай, розглядають стан спокою рідини, що піддається дії сил гравітації та інерції.

Основне завдання гідростатики Редагувати

Одне з основних завдань гідростатики — вивчення розподілу тиску в рідині. Знаючи розподіл тиску на підставі законів гідростатики, можна розрахувати сили, що діють з боку рідини, що знаходиться в стані спокою, на занурені в неї тіла, наприклад, на стіну греблі, занурений трубопровід, конструкції морських нафто- і газовидобувних платформ тощо. Зокрема, можна вивести умови плавання тіл на поверхні або усередині рідини, а також з'ясувати, за яких умов тіла, що плавають будуть мати стійкість, що особливо важливо в кораблебудуванні. На законах гідростатики, зокрема на законі Паскаля, ґрунтується робота гідравлічного преса, гідравлічного акумулятора, рідинного манометра, сифона й багатьох ін. машин і приладів.

Рідина, на відміну від твердих тіл, має властивість текучості, саме тому в рідині не може існувати анізотропії напружень, а значить замість багатокомпонентного тензора, напруження в рідині описується скалярною величиною  — тиском.

Основним завданням гідростатики є визначення (опис) скалярно

де:

Це співвідношення може бути отримане з рівнянь Нав'є-Стокса, за умови, що швидкість дорівнює нулю. Воно справедливе як для нестисливої рідини, так і для стисливої рідини та газів.

Закон Паскаля Редагувати

За відсутності масових сил (F=0) рівняння спрощується до вигляду:

Це означає, що коли у рідині масові сили відсутні, тиск в рідині рівномірно розподіляється у всіх точках рідини. Цю закономірність, вперше сформулював Блез Паскаль, звідси і назва «закон Паскаля», що традиційно вважається найважливішим законом гідростатики.

Рідина в однорідному полі масових сил Редагувати

Коли масова сила рівномірно розподілена по всьому об'єму рідини і спрямована вздовж осі, тиск залежить лише від цієї координати, і рівняння рівноваги рідини може бути зведене до вигляду:

або

де:

Коли густина рідини не залежить від тиску, що практично справедливе для всіх рідин, і одинична масова сила відповідає прискоренню вільного падіння , рівняння, що описують тиск рідини записується як:

де:

Це основне рівняння гідростатики показує, що абсолютний гідростатичний тиск в будь-якій точці простору, зайнятому рідиною, дорівнює сумі зовнішнього тиску p0 і надлишкового тиску ρgH:

З цього рівняння випливає рівність рівнів у сполучених посудинах, пояснення гідростатичного парадоксу та закону Архімеда.

Випадок для газів Редагувати

У газах, в тому числі і в земній атмосфері (повітрі), густина суттєво залежить від тиску і ця залежність описується рівнянням стану ідеального газу:

де:

Звідси випливає залежність тиску газу від висоти:

Це рівняння має назву барометрична формула.

Закони гідростатики Редагувати

Закон Архімеда Редагувати

Закон Архімеда закон гідростатики, згідно з яким на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини (газу) і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об'єму рідини

Основна теорема гідростатики Редагувати

Основна теорема гідростатики сформульована і доведена Ейлером у 1755 році і у ній говориться, що величина гідростатичного тиску в даній точці не залежить від орієнтації в просторі площинки, на якій вона розташована.

Закон Паскаля Редагувати

Закон Паскаля стверджує, що тиск, прикладений ззовні до рідини або газу у закритій ємкості передається у всі точки середовища однаково. Таким чином, рідина має властивість передавати зовнішній тиск усім розташованої всередині неї частинкам рідини без зміни.

Див. також Редагувати

Література Редагувати

  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
  • Левицький Б. Ф., Лещій Н. П. Гідравліка. Загальний курс. — Львів: Світ, 1994. — 264с. ISBN 5-7773-0158-4
  • Константінов Ю. М., Гіжа О. О. Технічна механіка рідини і газу: Підручник. — К.: Вища школа, 2002. — 277с.:іл. ISBN 966-642-093-7
  • Кулінченко В. Р. Гідравліка, гідравлічні машини і гідропривід: Підручник.-Київ: Фірма «Інкос», Центр навчальної літератури, 2006. — 616с. ISBN 966-8347-38-2
  • Колчунов В. І. Теоретична та прикладна гідромеханіка: Навч. Посібник. — К.:НАУ, 2004. — 336с. ISBN 966-598-174-9
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Gidrosta tika ros gidrostatika angl hydrostatics fluid statics nim Hydrostatik rozdil gidromehaniki sho vivchaye zakoni rivnovagi ridin yaki perebuvayut u stani absolyutnogo chi vidnosnogo spokoyu ta rivnovagi til zanurenih u ridini za umovi koli vidsutni peremishennya chastok ridini odna vidnosno odnoyi Zmist 1 Zagalnij opis 2 Osnovne zavdannya gidrostatiki 2 1 Zakon Paskalya 2 2 Ridina v odnoridnomu poli masovih sil 2 3 Vipadok dlya gaziv 3 Zakoni gidrostatiki 3 1 Zakon Arhimeda 3 2 Osnovna teorema gidrostatiki 3 3 Zakon Paskalya 4 Div takozh 5 LiteraturaZagalnij opis RedaguvatiRidina sho perebuvaye u stani spokoyu u sistemi koordinat zv yazanij iz Zemleyu znahoditsya v absolyutnomu spokoyi Spokij ridini u sistemi koordinat kotra ruhayetsya vidnosno Zemli nazivayut vidnosnim U zagalnomu vipadku ridina zaznaye diyi masovih i poverhnevih sil Pri comu spokij ridini sposterigayetsya tilki u vipadku koli masovi sili mayut potencial i postijni u chasi Zazvichaj rozglyadayut stan spokoyu ridini sho piddayetsya diyi sil gravitaciyi ta inerciyi Osnovne zavdannya gidrostatiki RedaguvatiOdne z osnovnih zavdan gidrostatiki vivchennya rozpodilu tisku v ridini Znayuchi rozpodil tisku na pidstavi zakoniv gidrostatiki mozhna rozrahuvati sili sho diyut z boku ridini sho znahoditsya v stani spokoyu na zanureni v neyi tila napriklad na stinu grebli zanurenij truboprovid konstrukciyi morskih nafto i gazovidobuvnih platform tosho Zokrema mozhna vivesti umovi plavannya til na poverhni abo useredini ridini a takozh z yasuvati za yakih umov tila sho plavayut budut mati stijkist sho osoblivo vazhlivo v korablebuduvanni Na zakonah gidrostatiki zokrema na zakoni Paskalya gruntuyetsya robota gidravlichnogo presa gidravlichnogo akumulyatora ridinnogo manometra sifona j bagatoh in mashin i priladiv Ridina na vidminu vid tverdih til maye vlastivist tekuchosti same tomu v ridini ne mozhe isnuvati anizotropiyi napruzhen a znachit zamist bagatokomponentnogo tenzora napruzhennya v ridini opisuyetsya skalyarnoyu velichinoyu tiskom Osnovnim zavdannyam gidrostatiki ye viznachennya opis skalyarno F 1 r p displaystyle mathbf F frac 1 rho nabla p nbsp de F displaystyle mathbf F nbsp vektorne pole odinichnih masovih sil sila sho diye na odinicyu masi ridini r displaystyle rho nbsp gustina pitoma masa ridini p tisk Ce spivvidnoshennya mozhe buti otrimane z rivnyan Nav ye Stoksa za umovi sho shvidkist dorivnyuye nulyu Vono spravedlive yak dlya nestislivoyi ridini tak i dlya stislivoyi ridini ta gaziv Zakon Paskalya Redaguvati Za vidsutnosti masovih sil F 0 rivnyannya sproshuyetsya do viglyadu 0 1 r p displaystyle 0 frac 1 rho nabla p nbsp dd Ce oznachaye sho koli u ridini masovi sili vidsutni tisk v ridini rivnomirno rozpodilyayetsya u vsih tochkah ridini Cyu zakonomirnist vpershe sformulyuvav Blez Paskal zvidsi i nazva zakon Paskalya sho tradicijno vvazhayetsya najvazhlivishim zakonom gidrostatiki Ridina v odnoridnomu poli masovih sil Redaguvati Koli masova sila rivnomirno rozpodilena po vsomu ob yemu ridini i spryamovana vzdovzh osi tisk zalezhit lishe vid ciyeyi koordinati i rivnyannya rivnovagi ridini mozhe buti zvedene do viglyadu r F z d p d z displaystyle rho F z frac dp dz nbsp dd abo r F z d z d p displaystyle rho F z dz dp nbsp dd de F z displaystyle F z nbsp odinichna sila u napryamku osi z d z displaystyle dz nbsp pririst koordinati polozhennya d p displaystyle dp nbsp vidpovidnij pririst tisku Koli gustina ridini ne zalezhit vid tisku sho praktichno spravedlive dlya vsih ridin i odinichna masova sila vidpovidaye priskorennyu vilnogo padinnya F z g displaystyle F z g nbsp rivnyannya sho opisuyut tisk ridini zapisuyetsya yak p p 0 r g H displaystyle p p 0 rho gH nbsp dd de p tisk u ridini na glibini H p 0 displaystyle p 0 nbsp tisk sho diye na poverhnyu ridini H glibina na yakij viznachayetsya tisk Ce osnovne rivnyannya gidrostatiki pokazuye sho absolyutnij gidrostatichnij tisk v bud yakij tochci prostoru zajnyatomu ridinoyu dorivnyuye sumi zovnishnogo tisku p0 i nadlishkovogo tisku rgH Z cogo rivnyannya viplivaye rivnist rivniv u spoluchenih posudinah poyasnennya gidrostatichnogo paradoksu ta zakonu Arhimeda Vipadok dlya gaziv Redaguvati U gazah v tomu chisli i v zemnij atmosferi povitri gustina suttyevo zalezhit vid tisku i cya zalezhnist opisuyetsya rivnyannyam stanu idealnogo gazu r p m R T displaystyle rho frac p mu RT nbsp dd de m displaystyle mu nbsp molyarna masa gazu R gazova stala T temperatura gazu Zvidsi viplivaye zalezhnist tisku gazu vid visoti p p 0 e m g z R T displaystyle p p 0 e frac mu gz RT nbsp dd Ce rivnyannya maye nazvu barometrichna formula Dokladnishe Barometrichna formulaZakoni gidrostatiki RedaguvatiZakon Arhimeda Redaguvati Zakon Arhimeda zakon gidrostatiki zgidno z yakim na bud yake tilo zanurene v ridinu abo gaz diye vishtovhuvalna sila yaka dorivnyuye vazi vitisnenoyi danim tilom ridini gazu i za napryamom protilezhna yij i prikladena u centri mas vitisnenogo ob yemu ridini Dokladnishe Zakon ArhimedaOsnovna teorema gidrostatiki Redaguvati Osnovna teorema gidrostatiki sformulovana i dovedena Ejlerom u 1755 roci i u nij govoritsya sho velichina gidrostatichnogo tisku v danij tochci ne zalezhit vid oriyentaciyi v prostori ploshinki na yakij vona roztashovana Zakon Paskalya Redaguvati Zakon Paskalya stverdzhuye sho tisk prikladenij zzovni do ridini abo gazu u zakritij yemkosti peredayetsya u vsi tochki seredovisha odnakovo Takim chinom ridina maye vlastivist peredavati zovnishnij tisk usim roztashovanoyi vseredini neyi chastinkam ridini bez zmini Dokladnishe Zakon PaskalyaDiv takozh RedaguvatiGidroaeromehanika GidromehanikaLiteratura RedaguvatiMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Levickij B F Leshij N P Gidravlika Zagalnij kurs Lviv Svit 1994 264s ISBN 5 7773 0158 4 Konstantinov Yu M Gizha O O Tehnichna mehanika ridini i gazu Pidruchnik K Visha shkola 2002 277s il ISBN 966 642 093 7 Kulinchenko V R Gidravlika gidravlichni mashini i gidroprivid Pidruchnik Kiyiv Firma Inkos Centr navchalnoyi literaturi 2006 616s ISBN 966 8347 38 2 Kolchunov V I Teoretichna ta prikladna gidromehanika Navch Posibnik K NAU 2004 336s ISBN 966 598 174 9 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Gidrostatika amp oldid 33614427