第二章-水静力学

2020/4/101第二第二章水静力学水静力学2020/4/102水的静力学静力学是研究液体在静止或相对静止状态下的力学平衡规律及其在工程实际中的应用。所谓“静止”是指液体不仅在质点之间没有相对运动，液体与地球之间也没有相对运动，如湖中的水，没有泄流的管流等。所谓“相对静止”是指液体质点之间没有相对运动，但液体整体相对于地球有运动，如车厢中放置的水，等速旋转的容器中的液体等。2020/4/103一、静水压强及其特性1.静水压力与压强静水压力静水压力是指静止的液体作用在与液体接触的表面上的压力，一般用P表示。在下图的平板闸门上，取一面积ΔA，作用在其上的压力为ΔP，则该面上的平均压强（静水压强）为：APp§1静水压强及其特性2020/4/104当ΔA→0时，即趋于点K时，点K的静水压强：dAdPAPpA0lim二、静水压强的特性1.静止压强垂直于受压面，并指向受压面的内部。该特性可用反证法证明（图2-2）。取一液体块M，将其切成两块，只研究Ⅱ部分。在其上取一点A，如果作用在点A上的压强p不是垂直于N-N面，那么，它就应分成水平方向的压强px和垂直方向的压强py，并有p=px+py。由于静止的液体没有相对运动，内摩擦力不存在，px=0，故p=py，这就证明了静止压强必垂直于受压面。2020/4/105如果静止压强不是指向受压面之内，而是指向外，则Ⅱ部分就要受到拉力。但事实上，液体是不能承受拉力的，一旦有拉力，液体的静止就要受到破坏，故静水压强的方向只能指向受压面的内部。证毕。