Hydrostatický tlak
Hydrostatika je jednou z částí hydrauliky, která zkoumá rovnovážný stav tekutiny a tlak, který se objevuje v kapalině spočívající na různých površích.
Hydrostatický tlak je zásadníkoncepce hydrostatiky. Uvažujme libovolný objem tekutiny, která je v rovnováze. Uvnitř tohoto objemu osnovy bodem A a psychicky rozdělit jej na polovinu rovině procházející bodem A. V této rovině části izolovat oblast S a střed v bodě A. Pojďme odstranit polovinu objemu a nahradit sílu, s jakou jednal na zbývající částku, vyvažovači síla F. Takže tekutina v druhé polovině bude stále v klidu.
Teď začneme snižovat oblast S tak, aby to bylobod A byl vždy uvnitř. S dostatečnou snížení bodu A se shoduje s oblastí S. a tlak v bodě A se provede pomocí vzorce P (A) = lim dF / DS, když dS blíží nule.
Pak bude tlak vyvíjený na místě Sse rovná součtu tlaků vyvíjených na všech bodech, které patří k tomuto povrchu. Jinými slovy: p = F / S. Hydrostatický tlak je hodnota rovnající se kvocientu dělení síly F na plochu S.
Důvodem hydrostatického tlaku jsou: hmotnost samotné kapaliny a tlak, který je aplikován na povrch kapaliny. Tlak způsobený vlastností kapaliny a vnějším tlakem je tedy druh hydrostatického tlaku. Pokud je kapalina umístěna v pístu a na ni je aplikována určitá síla, pak přirozeně tlak v kapalině stoupne. Za normálních podmínek je kapalina natlakována atmosférickým tlakem. Pokud je tlak na povrchu kapaliny nižší než atmosférický tlak, pak se tento tlak nazývá měřicí tlak.
Tekutina je v rovnováze, pokud jsou všechny tlakové síly působící na jakýkoli dostatečně malý objem kapaliny vzájemně vyváženy.
Zvažme hydrostatický tlak a jeho vlastnosti:
- Pro libovolný bod libovolně odebraný v kapalině je vektor hydrostatického tlaku nasměrován uvnitř jeho objemu a kolmo na plochu přidělenou v objemu.
Proveďte tuto vlastnost: předpokládejme, že úhel, se kterým je síla aplikována na určitou oblast, není přímá. Představujeme sílu F jako P (normální), P (tangenciální). Předpokládejme, že dotyčná součást není rovna nule, pak pod její vliv kapalina musí proudit podél skloněné, ale spočívá v bodě. Závěr tedy naznačuje, že tečna je nulová a účinek tlaku nastává kolmo k ploše. Objekt je dokázán.
- Hydrostatický tlak je stejný ve všech směrech.
Ukažte tuto vlastnost hydrostatického tlaku: v libovolném objemu kapaliny vybereme čtverec, jehož dvě roviny se shodují s rovinami souřadnic a třetí je libovolně zvolena. Ve spodní části získáme pravý trojúhelník. Činnost kapaliny na každé straně je označena: X * (P), Y * (P), Z * (P) Kapalina je v rovnováze, proto celkový výsledek působení všech sil je 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
Je zřejmé, že dz = de sin a, dx = de cos a
z toho: X * (P) = E * (P), Z * (P) = E * (P)
Výstup: X * (P) = Y * (P) = Z * (P) = E * (P)
Objekt je dokázán. Vzhledem k tomu, že tvář byla zvolena libovolně, tato rovnost platí pro každý případ.
- Hydrostatický tlak se mění přímo v závislosti na hloubce. S rostoucí hloubkou se tlak v bodě zvýší a se sníženou hloubkou ponoření se zvýší.
Jakýkoliv bod kapaliny, která je v rovnováze,splňuje následující rovnice: j + p / g = j (o) + P (O) / g = H, kde j - souřadnice daného bodu, j (O) - Souřadnice povrchu kapaliny, P, a P (O) - výšky sloupů, g - tekutina specifická hmotnost, H - vodního sloupce.
V důsledku transformací získáme p = p (o) + g [j (0) -j] nebo p = p (o) + gh
kde h je hloubka ponoření daného bodu a gh -nejen hmotnost sloupce kapaliny rovné v výšky h, a která má v oblasti základny. Tato vlastnost hydrostatického tlaku se nazývá Pascalův zákon.
