1. Что такое гидростатическое давление и каковы его свойства?

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.

Гидростатическое давление р - это скалярная величина, характеризующая напряженное состояние жидкости. Давление равно модулю нормального напряжения в точке

Давление в системе СИ измеряется в паскалях: Па=Н/

Связь единиц давления в различных системах измерения такая:

100000 Па=0,1 МПа=1 кг/ =1 ат=10 м.вод.ст.

Гидростатическое давление обладает свойствами:

Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве. Это положение не требует специального доказательства, так как ясно, что по мере увеличения погружения точки давление в ней будет возрастать, а по мере уменьшения погружения уменьшаться. Третье свойство гидростатического давления может быть записано в виде

P=f(x, y, z)

2. Что такое абсолютное и избыточное гидростатическое давление и какова связь между ними?

Основное уравнение гидростатики:

Pабс= p+ pgh

           Из этого уравнения следует, что абсолютное (или полное) гидростатическое давление Рабс в любой точке жидкости, нахо­дящейся в абсолютном покое, равно сумме внешнего давления и давления, вызванного силой тяжести столба жидкости, расположенной под рассматриваемой точкой.

Положительную разность между абсолютным и атмосферным давлениями жидкости в открытом сосуде называют избыточным давлением (или манометрическим): Ризб = Рабс — Ратм =ρgh.

В расчётах принимают нормальное атмосферное давление p_ат = 98100 Па.

3. Что понимают под терминами: «внешнее давление» и «весовое давление»?

Из основного закона гидростатики:

,

- внешнее давление, то есть давление на свободной поверхности жидкости, Па; - весовое давление, то есть гидростатическое давление, создаваемое весом столба жидкости, Па.

Внешнее давление р₀ может быть выше атмосферного (р_о>Р_атм) в закрытом сосуде и равным атмосферному (р₀ = р_атм) в открытом сосуде.

4. Напишите и поясните основное уравнение гидростатики.

Основной закон гидростатики:

,

где - гидростатическое давление в жидкости на глубине , Па; - внешнее давление, Па; - глубина погружения в жидкость рассматриваемой точки, м; - весовое давление, Па. Из уравнения видно, что при и давление с изменением глубины изменяется по линейному закону

5. Сформулируйте закон Паскаля.

Из основного закона гидростатики следует, что внешнее давление в покоящейся жидкости передаётся во все точки её объёма без изменения. Это следствие называют законом (принципом) Паскаля.

Это утверждение объясняется подвижностью частиц жидкостей и газов во всех направлениях.

p=F/S,

где p — это давление, F — приложенная сила, S — площадь сосуда.

На основе закона Паскаля гидростатики работают различные гидравлические устройства: тормозные системы, прессы и др.

Закон Паскаля неприменим в случае движущейся жидкости (газа), а также в случае, когда жидкость (газ) находится в гравитационном поле; так, известно, что атмосферное и гидростатическое давление уменьшается с высотой.