学习情境一 静水压强与静水压力计算VIP专享VIP免费

学习情境一静水压强与静水压力计算1.1液体的认知1.1.1液体的基本特性一、液体与固体、气体的区别自然界物质分为气体,固体和液体.固体的主要特性是有：固定的形状,在外力作用下不易变形。液体和气体统称为流体，其共同特性是易流动和变形，液体和气体的主要区别是在外力的作用下液体不易压缩,而气体易压缩。所以液体：易流动、不易压缩。二、连续介质的概念在实际水流中,由水分子组成,水分子与水分子之间存在有空隙,如果按实际情况去研究,是相当困难的,由于水力学是为工程服务的,不需研究水分子的运动(即微分运动)情况,只需研究宏观的机械运动,而分子间的空隙与研究的的范围相比小的多,在水力学研究中,认为研究工作的液体是由无数的液体质点组成的无空隙的连续体——这种抽象化的液体模型即为1753年由欧拉提出来的连续介质假设。因此我们研究的液体是均质等向的连续介质。有了连续介质的概念,我们就可以用数学中的连续函数理论来研究液体的运动。1.1.2液体的主要物理力学性质（一）惯性惯性——物体保持原有运动状态的性质。惯性用惯性力来表示,其大小为，由此可见惯性力又可用质量力来表示m大F大,m小F小。对于均质液体来说,质量可用密度来表示。同一液体随温度和压强变化,但变化甚小，一般可看成是常数。当一个标准大气压下℃,。（二）万有引力特性万有引力特性——运动物体之间相互吸引的性质，地球对物体的吸引力为重力或重量。单位——重力加速度，均质液体,重力用容重(重度):例1：已知某液体的，,求该液体的质量和容重。解：因为（三）粘滞性1、粘滞性液体在运动状态下,内摩擦力抵抗剪切变形的性质叫粘滞性,粘滞性是在液体运动时显示出来,即静止时液体不能承受切力,主要抵抗剪切变形。2、牛顿内摩擦定律（见书上图1-1）为不同的水深单位面积上的摩擦力（粘滞切应变）——相对流层所接触的面积——动力粘滞系数——水流流速沿水深的变化率，这两式为牛顿内摩擦定律。则为线性关系与液体的种类有和温度有关，见表1-1(主要为水的)从表中可看出大越小,越大粘滞性越大。3、粘滞力系数水力学中,液体的粘滞性还可以用，为运动粘滞系数经验公式：牛顿内摩擦定律只适作于牛顿液体（油，酒精，水银）对于非牛顿液体（血浆，泥浆，牙膏）将用另外公式。例：一极薄平板在厚度为的液流层中以的速度运动,动力粘滞数为的2倍，两层油在平板上产生的总切应力为,试求、?解:已知（四）液体的压缩性1）压缩性的定义:液体受压后,体积缩小的性质,其大小可用2）弹性当外力去掉后,液体恢复原状的性质其大小由于液体被压缩时,质量不会改变,则所以五)表面张力特性定义:由于液体自由表面受到一微小张力的性质,这是一种局部水力现象.以上五种性质中,由于压缩性,表面张力特性影响很小,只有特殊情况下考虑,前三种较为重要.1.1.3实际液体和理想液体由于实际情况液体存在有粘滞性，而且对液体运动的影响较为复杂，确定起来是很困难的，为简化方便，提出理想液体——均质液体不可压缩，没有粘滞性和表面张力的连续介质，区别没有粘滞性。1.1.4作用在液体上的力无论在平衡（静止）或运动状态均受各种力的作用，按其物理性质有惯性力、重力、摩擦力、弹性力和表面张力等。在水力学中按其作用形式和特性可分为：一．表面力作用在液体表面上的力与表面积成正比又叫表面力。1>液体接触面上产生的水压力、压力、压强垂直作用面。2>液层之间的内摩擦力、粘滞力、平行作用面。二．质量力由液体质量与体积成正比,所以又叫体积力。作用在单位质量上的质量力为单位质量力在坐标轴上投影。，，在Z轴上与铅垂方向一致且与规定的方向相同为正,那么作用于单位质量液体上的重力在各坐标的力，1.2静水压强与静水压力计算液体的静止状态：1）相对地球处于静止状态水库蓄水池2）液体对地球有相对运动与容器没有相对运动,相对静止。本章的基本任务：研究静止液体的平衡规律及其实际应用。1.2.1静止压强及其特性一、静水压强1静水压力：水对所接触面上的压力；用P表示。2静水压强：单位面积上所受的静水总压力用p表示。平均压强点静水压强二、静水压强的特性1方向垂直指向作用面(受压面)用反证法说明.2大小静水中任何一点各个方向的静...