Hydrostatika

Hydrostatika je obor fyziky kontinua , který studuje rovnováhu kapalin (zejména v gravitačním poli).

Hydrostatika je teorie chování stacionárních tekutin. [jeden]

Při studiu hydrostatiky je možné vyvodit některé analogie s teorií pružnosti , která studuje rovnováhu pevných látek; zároveň na rozdíl od pevného tělesa kapalina neodolává smykovým napětím . To je důvod, proč anizotropie napětí nemůže existovat v kapalině. Proto místo vícesložkového tenzoru (pro pevné těleso) jsou napětí v kapalině popisována jedinou veličinou - tlakem . Z toho plyne Pascalův zákon : tlak vyvíjený na kapalinu je kapalinou přenášen rovnoměrně ve všech směrech.

Základní hydrostatický zákon - závislost tlaku kapaliny na hloubce - pro nestlačitelnou kapalinu v rovnoměrném gravitačním poli má tvar

Z tohoto zákona vyplývá rovnost úrovní v komunikujících nádobách.

Archimédův princip : těleso ponořené do kapaliny je vystaveno vztlakové síle

kde je hustota kapaliny a je objem tělesa ponořeného do kapaliny.

Archimedův zákon si můžete představit následovně. Nahrazení tělesa umístěného v kapalině kapalinou samotnou nezmění nic pro kapalinu obklopující těleso. V tomto případě bude náhradní tekutina beztížná, protože je totožná se zbytkem tekutiny a jiná hmotnost by znamenala pohyb nahoru nebo dolů a možnost získat energii z ničeho. A protože náhradní kapalina „ve vzduchu“ by vážila právě tolik, kolik by podle Archimedova zákona měla, pak právě tuto hmotnost ztrácí tělo ponořené do kapaliny.

Tvar volného povrchu kapaliny je určen kombinací vnějších sil (především gravitačních sil) a sil povrchového napětí. U velkých hmotností kapaliny převládají gravitační síly a volná hladina má podobu ekvipotenciální plochy, zatímco pro velikosti řádově nebo méně než centimetr (u sladké vody) jsou rozhodující kapilární síly.

Poznámky

1. ↑ Pashkov, 1977 , s. čtrnáct.

Literatura

• Pashkov N. N., Dolgachev F. M. Hydraulika. Základy hydrologie. - M .: Energie, 1977. - 407 s.