Hidrostatični tlak

Hidrostatika je eden od odsekov hidravlike, ki proučuje ravnovesje stanja tekočine in tlak, ki se pojavi v tekočini, ki počiva na različnih površinah.

Hidrostatični tlak je temeljni koncept v hidrostatiki. Razmislimo o poljubnem volumnu tekočine, ki je v ravnovesju. Znotraj tega obseg orisa točki A in duševno ga delimo na pol z ravnino, ki poteka skozi točko A. V tem ravnega dela izolirati območje S in središče v točki A. Oglejmo odstranili polovico volumna in zamenjati silo, s katero se je ravnala od preostalega zneska, se za uravnoteženje sile F. Tako se tekočina v drugi polovici še vedno počiva.

Sedaj začnemo zmanjševati območje S, tako da je točka A nenehno v njej. Z zadostno znižanje točke A sovpada z območjem, S. in tlak na točki A se določi s formulo P (A) = lim dF / dS ko dS nagiba k nič.

Nato bo tlak, ki se izvaja na blazini S, enak vsoti pritiskov na vseh točkah, ki pripadajo tej površini. To pomeni, z drugimi besedami: p = F / S. Hidrostatični tlak je vrednost enaka količniku delitve sile F za območje S.

Vzrok hidrostatičnega tlaka so: teža tekočine in tlak, ki se nanese na površino tekočine. Tako je tlak, ki ga povzroči težo tekočine in zunanji tlak, vrsta hidrostatičnega tlaka. Če je tekočina nameščena v bat in se nanese nekaj sile, se naravno tlak v notranjosti tekočine dvigne. V normalnih pogojih je tekočina pod pritiskom atmosferskega tlaka. Če je tlak na površini tekočine pod atmosferskim tlakom, se ta tlak imenuje merilni tlak.

Tekočina je v ravnotežju, če je vse sila tlaka, ki delujejo na kateri koli dovolj majhni količini tekočine, uravnotežijo druga drugi.

Poglejmo hidrostatični tlak in njegove lastnosti:

• Za poljubno točko, ki se samodejno vzame v tekočino, je hidrostatični tlačni vektor usmerjen znotraj njenega volumna in pravokoten na območje, dodeljeno v prostornini.

Dokažimo to lastnost: domnevamo, da kot, na katerega se sila nanaša na določeno območje, ni neposredna. Predstavljamo silo F kot P (normalno), P (tangentno). Predpostavimo, da tangenta komponenta ni enaka nič, potem mora pod njenim vplivom tekočina teči vzdolž nagnjene, a leži na točki. Zato sklep kaže, da je tangenta nič in da se učinek tlaka pojavi pravokotno na območje. Lastnina je dokazana.

• Hidrostatični tlak je enak v vseh smereh.

Dokazujemo to lastnost hidrostatičnega tlaka: v poljubni prostornini tekočine izberemo tetraedron, katerega dve ravnini sovpadata z koordinate letala, tretja pa je izbrana samovoljno. Na dnu smo dobili desni trikotnik. Delovanje tekočine na vsakem obrazu pomenijo: X * (P), Y * (P), Z * (P) shrani v tekočem ravnotežju, tako da je skupna posledica delovanja sil 0.

E * (x) = 0

X * (P) dz -E * (P) de sin a = 0,

E * (y) = 0, E * (z) = 0

Z * (P) dx -E * (P) de cos a = 0

Očitno je, da je dz = de sin a, dx = de cos a

iz tega: X * (P) = E * (P), Z * (P) = E * (P)

izhod: X * (P) = Y * (P) = Z * (P) = E * (P)

Lastnina je dokazana. Ker je bil obraz izbran samovoljno, ta enakost velja za vsak primer.

• Hidrostatični tlak se razlikuje glede na globino. Z naraščajočo globino se pritisk na točki poveča in z manjšo globino potopitve se poveča.

Vsaka tekočina točka, v ravnovesju ustreza naslednji enačbi: j + p / g = j (O) + P (O) / g = H, kjer je j - koordinata dani točki, j (O) - koordinata površine tekočine, p, in p (o) je višina stolpcev, g je specifična teža tekočine, H pa je hidrostatična glava.

Zaradi transformacij dobimo p = p (o) + g [j (0) -j] ali p = p (o) + gh

kjer je h - globina potopitve dani točki in GH - ne samo teža stolpca tekočine enaka višini h in ima v območju osnovne enote. Ta lastnost hidrostatičnega tlaka se imenuje Pascalov zakon.