1-水力学-第2章-水静力学

第二章第二章水静力学水静力学Hydrostatics任务：任务：研究液体平衡的规律及其应用研究液体平衡的规律及其应用液体的液体的平衡状态平衡状态有两种：有两种：•静止状态静止状态•相对平衡相对平衡注：注：在研究水静力学问题时在研究水静力学问题时，液体在平衡状态下液体在平衡状态下，没有内摩擦力出现没有内摩擦力出现，不存在黏滞性不存在黏滞性，因此理想液因此理想液体和实际液体是一样的体和实际液体是一样的。目的：目的：确定液体对边界的作用力确定液体对边界的作用力AFppAFppAlim0静水压强静水压强p单位为单位为Pa或kPa。一．定义一．定义(1)静水压力静水压力:Fp(2)静水压强静水压强:2.1静水压强及其特性静水压强及其特性静止（或处于相对平静止（或处于相对平衡状态）液体作用在与之衡状态）液体作用在与之接触的表面上的水压力。接触的表面上的水压力。ΔAΔFpFpT泄水洞泄水洞平板闸门平板闸门Ak静水压力静水压力Fp单位为单位为N或kN（1）方向方向:垂直指向作用面。垂直指向作用面。（2）大小大小:任一点静水压强大小和受压面方向无关。任一点静水压强大小和受压面方向无关。二．静水压强的两个特性：静水压强的两个特性：hpcpcpcAB方向特性方向特性大小特性大小特性在平衡液体中静水压强只能是垂直并指向受压面在平衡液体中静水压强只能是垂直并指向受压面L证明方法：证明方法：…………？？？？反证法反证法031limlimlimxnnxxxfAFpAFp任一点静水压强的大小和受压面方向无关，任一点静水压强的大小和受压面方向无关，即作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。即作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。作为连续介质的平衡液体内，任一点静水压强仅是空间作为连续介质的平衡液体内，任一点静水压强仅是空间坐标的函数而与受压面方向无关，即坐标的函数而与受压面方向无关，即p＝p(x,y,z)X方向：方向：061),cos(xnxzfyxxnFpFp031xnnxxxfAFpAFpnxppnzyxppppBDC0‘ΔFpxΔFpyΔxzΔzΔy△FPzn△FPnxyOAdydxdzz6设想在设想在平衡液平衡液体中取体中取出一块出一块平行六平行六面微元面微元体表征液体处于表征液体处于平衡状态平衡状态时作用于液体上各种力间的关系式时作用于液体上各种力间的关系式一、液体微团受力分析一、液体微团受力分析2.2液体的平衡微分方程式液体的平衡微分方程式表面力表面力A点坐标为点坐标为(x,y,z)，静水压强为，静水压强为pyxOAdxdydz2dxxpp2dxxppzabdcefhgmn右侧面右侧面左侧面左侧面面积面积压强压强（泰勒级数）（泰勒级数）侧面中心点侧面中心点dx,,2xyz（）d)2pxpx（ddyzdx,,2xyz）（dx)2ppx（ddyzX方向方向