Приведите основное уравнение гидростатики. Укажите единицы измерения давления.

Основное уравнение гидростатики. Это уравнение, позволяю­щее определить давление р в любой точке покоящейся жидкости. Его записывают в следующем виде:

(6.1)

где — давление на поверхности жидкости (это может быть дав­ление газа или поршня); g — ускорение свободного падения; h — расстояние от рассматриваемой точки до поверхности. Согласно закону Паскаля давление , создаваемое внешними силами на поверхности жидкости в замкнутом сосуде, передается одинаково во все точки жидкости. В соответствии с этим законом давление, действующее на поверхности жидкости, будет добавляться к дав­лению в каждой точке объема независимо от ее положения по глубине.

Иногда основным законом гидростатики называют принцип Паскаля^[4].

Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности.   т.е. P = F / S.

В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях:   Па - русское обозначение.   Pa - международное.   1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)

Для практических измерений в КИП и А, 1 Па часто оказывается слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки - (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно.   1 МПа = 1000 КПа = 1000000 Па   Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть непосредственно градуированы в величинах Ньютон / метр, или их производных:   Килоньютон, Меганьютон / m², cm², mm².

Тогда получаем следующее соответствие:   1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 КН/м² = 1000 КПа = 1000000 Н/м² = 1000000 Па

В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы Бар (Bar) и кг/м² (kgf/m²), а также их производные (mBar, кг/см²).   1 Бар - это внесистемная единица, равная 100000 Па.   1 кгс/см² - это единица измерения давления в системе МКГСС, и широко применяется в промышленных измерениях давления.   1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 Бар = 98066.5 Па

Атмосфера - это внесистемная единица измерения

• Физическая (атм) - равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°C. 1 атм = 101325 Па

• Техническая (ат) - равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²

Сила давления жидкости на плоскую стенку равна произведению гидростатического давления р_с в центре тяжести площади стенки на площадь стенки S, т.е.

(2.6)

Центр давления(точка приложения силы F)расположен ниже центра тяжести площади или совпадает с последним в случае горизонтальной стенки.

Расстояние между центром тяжести площади и центром давления в направлении нормали к линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью жидкости равно

(2.7)

где J₀ – момент инерции площади стенки относительно оси, проходящей через центр тяжести площади и параллельной линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью;

у_с – координата центра тяжести площади.

Сила давления жидкости на криволинейную стенку, симметричную относительно вертикальной плоскости, складывается из горизонтальной F_Г и вертикальной F_В составляющих:

(2.8)

Горизонтальная составляющая равна силе давления жидкости на вертикальную проекцию данной стенки:

(2.9)

Вертикальная составляющая равна весу жидкости объеме V, заключенном между данной стенкой, свободной поверхностью жидкости и вертикальной проецирующей поверхностью, проведенной по контуру стенки. Если избыточное давление р₀ на свободной поверхности жидкости отлично от нуля, то при расчете следует эту поверхность мысленно поднять (или опустить) на высоту (пьезометрическую высоту) .