1.3. Плотность жидкости.

Плотность характеризует распределение массы жидкостиM по объёму V. В окрестностях точки А плотность определяется:

(1.1)

.

Для однородной жидкости плотность можэно найти по формуле:

.

(1.2)

Единицы измерения плотности – кг/м³.

Кроме плотности применяют также понятие - удельного веса.

Для однородной жидкости находится по формуле:

.

(1.3)

Размерность удельного веса – Н/м³.

1.4. Силовые факторы, действующие в жидкости. Давление.

В гидромеханике, отвлекаются от молекулярного строения вещества и рассматривают жидкость как непрерывную среду, заполняющую пространство без пустот, т. е. как континуум. Вследствие текучести жидкости (подвижности ее частиц), в ней могут действовать сосредоточенные силы, а возможно лишь действующим вне сил, непрерывно распределенных по ее объему (массе) или поверхности. В связи с этим силы, действующие на рассматриваемые объемы жидкости и являющиеся по отношению к ним внешними силами, подразделяются на массовые (объемные) и поверхностные.

Массовые силы - пропорциональны массе жидкого тела, или, для однород­ных жидкостей, пропорциональны его объему. (Сила тяжести; силы инерции; силы, вводимые в рас­ширение по принципу Д'Аламбера при составлении уравнений движения жидкости.)

Поверхностные силы - непрерывно распределены по поверхности жидкости и пропорциональны величине этой поверхности (при равномерном их распределении). Эти силы обусловлены непосредственным воздействием соседних объемов жидкости на данный объем или же воздействием других тел (твердых или газообразных), соприкасающихся с данным жидким телом.

В общем случае поверхностная сила R, действующая на пло­щадке S, направлена под некоторым углом к ней и силу R мож­но разложить на нормальную Р и тангенциальную T составляю­щие (на рис. 1). Первая, если она направлена внутрь объема, называется силой давления, а вторая — силой трения.

Как массовые, так и поверхностные силы в гидромеханике рассматриваются обычно в виде единичных сил. Массовые силы относятся к единице массы, а поверхностные — к единице площади. Так как всякая массовая сила равна произведению массы на ускорение, то, следовательно, единичная массовая сила численно равна данному ускорению и имеет размерность ускорения.

Кроме того, силы, действующие в жидкости, классифицируют на внешние и внутренние. Внешние действуют извне и приложены к каждой частице жидкости. Внутренние силы обусловлены взаимодействием частиц жидкости между собой.

Единичная поверхностная сила, называемая напряжением поверхностной силы, как и полная сила, раскладывается на нормальное и касательное напряжения.

Нормальное напряжение, т. е. напряжение силы давления, на­зывается гидромеханическим (или, в случае покоя, гидростатиче­ским) давлением или просто давлением и обозначается буквой р.

Если сила давления Р равномерно распределена по площадке S или нужно найти среднее значение гидромеханического давле­ния, то последнее определяется по формуле

(1.4)

Плотность распределения нормальных сил называют нормальным напряжением в точке.

.

(1.5)

Плотность распределения касательных сил называют касательным напряжением в точке.

(1.6)

Единицы измерения давления p и касательного напряжения - Па, иначе Н/м².

Если жидкость неподвижна, то касательные напряжения равны нулю.