Гидромеханика и аэромеханика. Давление, гидростатическое давление. Закон Паскаля. Основное уравнение гидростатики. Сообщающиеся сосуды. Закон Архимеда. Условия плавания тел. Течение жидкости. Закон Бернулли. Формула Торричели

Давление, гидростатическое давление (справочно: Перевод единиц измерения давления)

• Давление p [Па]: это физическая величина, равная отношению модуля силы F, действующей перпендикулярно поверхности, к площади S этой поверхности:
  • 
• Гидростатическое давление: это давление жидкости обусловленное силой тяжести и зависящее от глубины h под поверхностью жидкости:
  • 

Закон Паскаля, гидростатический парадокс

• Закон Паскаля: Давление, производимое внешними силами на неподвижную жидкость или газ, передается без изменения по всем направлениям в каждую точку жидкости или газа
• Гидростатический парадокс: (следствие закона Паскаля): вес жидкости, налитой в сосуд, может отличаться от силы давления на дно сосуда:
  • 

Основное уравнение гидростатики

• Основное уравнение гидростатики: Если p₀ - это давление на поверхности жидкости,  то давление в жидкости на глубине h равно:
  • 

Сообщающиеся сосуды, закон сообщающихся сосудов

• Сообщающиеся сосуды: это сосуды, соединенные между собой.
• Закон сообщающихся сосудов: высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны плотностям этих жителей:
  • 

Закон Архимеда

• Архимедова сила: это выталкивающая подъемная сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ
• Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила F_A , равная весу жидкости в объеме погруженной части тела V_погр.:
  • 

Условие плавания тел (тонет, всплывает, плавает на любой глубине, плавает на поверхности)

Течение жидкости

• Стационарное течение: если в заданных точках пространства скорость жидкости не зависит от времени
• Нестационарное течение: если в заданных точках пространства скорость жидкости изменяется со временем

• Ламинарное течение: соприкасающиеся слои жидкости движутся без перемешивания

• Турбулентное течение: частицы жидкости движутся по сложным траекториям с перемешиванием слоев и образованием вихрей

• Уравнение неразрывности струи:
  • vS=const.

Закон Бернулли

• В стационарном потоке воды в горизонтальной трубе сумма статического=p и динамического= давлений остается постоянной:
  • 
• Следствие: в узкой части трубы скорость течения выше, а давление меньше, чем на участке трубы большего диаметра (в широкой части трубы).

Формула Торричелли

• Скорость вытекающей жидкости: зависит только от высоты столба жидкости в сосуде и равна по величине скорости свободного падения с высоты, равной высоте столба жидкости:
  •