Силы, действующие на жидкость.

Силы, действующие на жидкость разделяются на внешние и внутренние, объемные и поверхностные

Внешние силы – силы, которые вызывают или могут вызвать изменение количества движения объема, например, сила тяжести, сила инерции.

Внутренние силы – силы, которые не могут изменить количество движения этого объема, т.к. силы взаимодействия между частицами данного объема жидкости которые взаимно уравновешивания. Однако работа внутренних сил может изменить кинетическую или потенциальную энергию рассматриваемого объема жидкости. Примерами внутренних сил является сила давления, действующая на выделенную внутри объема жидкости и сила трения между слоями движущейся жидкости.

Применяя модель сплошной среды, различают объемные (массовые) и поверхностные силы.

Объемными (массовыми) называются силы, приложенные ко всем частицам данного объема жидкости, величина которых пропорциональна массе жидкости, а для однородной жидкости объему. Примерами объемных сил являются сила тяжести, силы инерции, электромагнитные силы и т.д.

Поверхностные называются силы, величина которых пропорциональна площади поверхности, на которую они действуют. К числу таких сил относятся силы давление и трения

Физически поверхности силы обусловлены взаимодействием молекул, расположенных по разные стороны рассматриваемой поверхности и переносом молекул сквозь эту поверхность в процесс их теплового движения.

В общем случае движения жидкости поверхностная сила R_ср, действующая по площадке S_ср направлена под некоторым углом к ней и ее можно разложить на две составляющие:

А) на нормальную F_ср – сила давления

Б) на потенциальную R_ср – сила трения

Рисунок

Как объемные, так и поверхностные силы в гидромеханике рассматриваются в виде единичных сил объемные (массовые) относятся к единице объема (массы), поверхностные к единице площади

Единичная поверхностная сила, называемая напряжением раскладывается на:

1. нормальное напряжение

P = lim(F_ср/S_ср→0)

2. касательное напряжение

τ = lim(T_ср/S_ср→0)

За единицу измерения давления в системе СИ принят Паскаль. Давление, вызываемое силой в 1Н, равномерной распределенной по поверхности в 1м².

Физико-механические свойства жидкостей.

1.Плотнось жидкости

Плотностью жидкости ρ называется отношением массы M к объему V

[кг/м³]

2. Удельный вес жидкости

Удельным весом жидкости γ называется вес единицы объема жидкости

[н/м³]

3. Сжимаемость

Сжимаемостью называют свойства жидкости изменять свою плотность при изменении давления или температуры. Капельные жидкости характеризуются очень малой сжимаемостью, вследствие чего коэф. объемного сжатия β_с, т.е. число, определяющее относительное изменение плотности ρ при изменении давления p равен

Капельные жидкости считают практически несжимаемыми.

Величина, обратная коэф. объемного сжатия называется модулем нормальной упругости