Hidrostatinis slėgis

Hidrostatika - tai vienas iš hidraulikos skyrių, kuris tiria pusiausvyros būseną ir slėgį, kuris atsiranda skysčiuose, atspariuose skirtingiems paviršiams.

Hidrostatinis slėgis yra pagrindinė hidrostatine koncepcija. Pažvelkime į savavališką skysčio tūrį pusiausvyroje. Viduje šio tūrio pažymėkite tašką A ir protiškai padauginkite jį pusės pločiu, einančiu per tašką A. Šioje plokštumoje pasirinkite sritį su sritimi S ir centruokite taške A. Mes išimame pusę tūrio ir pakeiskime jėgą, su kuria ji veikė ant likusio tūrio, atsverdama jėgą F. Taigi, antroje pusėje esantis skystis vis tiek bus ramioje vietoje.

Dabar mes pradedame sumažinti S sritį, taigi A taškas nuolat jame yra. Pakankamai sumažinus, taškas A sutampa su platforma S. Ir slėgis taške A bus nustatomas pagal formulę P (A) = lim dF / dS dS, kuri siekia nulį.

Tada slėgis ant padėklo S bus lygus slėgių, taikomų visose šio paviršiaus taškuose, sumai. Tai yra, kitaip tariant: p = F / S. Hidrostatinis slėgis yra vertė, lygi jėgos F padalijimo daliai santykiu su S sritimi.

Hidrostatinio slėgio priežastis yra: paties skysčio svoris ir slėgis, kuris taikomas skysčio paviršiui. Taigi, slėgis, kurį sukelia pats skystis ir išorinis slėgis, yra hidrostatinio slėgio rūšys. Jei skystis dedamas į stūmoklį ir jame yra naudojama jėga, natūraliai padidėja slėgis skysčio viduje. Esant normalioms sąlygoms, skystis yra slėgis atmosferos slėgio. Jei slėgis ant skysčio paviršiaus yra žemesnis už atmosferos slėgį, šis slėgis vadinamas matuoklio slėgiu.

Skystis yra pusiausvyroje, jei visos slėgio jėgos, veikiančios pakankamai mažą skysčio tūrį, yra subalansuotos viena su kita.

Pažiūrėkime apie hidrostatinį slėgį ir jo savybes:

• Bet kokio taško, kurį savavališkai paima skystis, hidrostatinis slėgio vektorius nukreipiamas į jo tūrį ir statmenai tame plotyje.

Leiskite mums įrodyti šią nuosavybę: tarkime, kad kampas, kuriuo jėga yra pritaikyta tam tikrai sričiai, nėra tiesioginis. Mes atstovaujame jėga F kaip P (normalus), P (tangentinis). Tarkime, kad tangentinis komponentas nėra lygus nuliui, tada jo įtaka skystis turi tekėti išilgai pakreiptosios, bet jis tęsiasi taške. Taigi išvada leidžia manyti, kad tangento lygis yra lygus nuliui, o slėgio poveikis yra statmenas plotui. Turtas yra įrodytas.

• Hidrostatinis slėgis yra vienodas visomis kryptimis.

Leiskite mums įrodyti šią savybę hidrostatinio slėgio: savavališkai tūrio skysčio mes pasirinkti tetraedras, kurių dvi plokštumos sutampa su koordinačių plokštumų, o trečias yra pasirinktas savavališkai. Bazėje gauname dešinį trikampį. Skysčio poveikis kiekvienam veidui žymimas: X * (P), Y * (P), Z * (P) Skystis yra pusiausvyroje, todėl bendras visų jėgų rezultatas yra 0.

E * (x) = 0

X * (P) dz-E * (P) de sin a = 0,

E * (y) = 0, E * (z) = 0

Z * (P) dx-E * (P) de cos a = 0

Akivaizdu, kad dz = de sin a, dx = de cos a

Iš to: X * (P) = E * (P), Z * (P) = E * (P)

Rezultatas: X * (P) = Y * (P) = Z * (P) = E * (P)

Turtas yra įrodytas. Kadangi veidas buvo pasirinktas savavališkai, ši lygybė galioja bet kuriuo atveju.

• Hidrostatinis slėgis kinta priklausomai nuo gylio. Didėjant gylyje, slėgis taške padidės, o mažėjantis gylio panardinimas padidės.

Bet kuris skysčio taškas pusiausvyroje atitinka tokią lygtį: j + p / g = j (o) + p (o) / g = H, kur j yra taško koordinatė, j (O) yra skysčio paviršiaus koordinatė, p ir P (o) - stulpelių aukštis, g - skysčio savitasis svoris, H - hidrostatinė galva.

Dėl transformacijų mes gauname: p = p (o) + g [j (0) -j] arba p = p (o) + gh

Kur h yra tam tikro taško panardinimo gylis, o gh yra ne kas kita, kaip skysčio kolonėlės svoris lygus aukštyje h ir vieneto plotas baziniame plote. Ši hidrostatinio slėgio savybė vadinama Paskalio įstatymu.