Thủy tĩnh học

Nghiên cứu những vấn đề về chất lỏng ởtrạng thái cân bằng: Không có chuyển động tương đối giữacác phần tử chất lỏng. Không có tính nhớt. Lực mặt: lực tác động lên mặt giới hạn bởi khốichất lỏng đang xét hoặc lên mặt đặt trong khốichất lỏng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy tĩnh học 3/12/2009 CHƯƠNG 2 THỦY TĨNH HỌCNghiên cứu những vấn đề về chất lỏng ởtrạng thái cân bằng:  Không có chuyển động tương đối giữa các phần tử chất lỏng.  Không có tính nhớt. NỘI DUNG• Áp suất thủy tĩnh• Tính chất cơ bản của áp suất thủy tĩnh• Phương trình vi phân cơ bản của chất lỏng cân bằng• Mặt đẳng áp• Sự cân bằng của chất lỏng trong trường trọng lực• Sự cân bằng của chất lỏng trong những bình chứa chuyển động 1 3/12/2009 NỘI DUNG (tt)• Áp lực chất lỏng lên thành phẳng có hình dạng bất kỳ• Áp lực chất lỏng lên thành phẳng hình chữ nhật có đáy đặt nằm ngang• Áp lực của chất lỏng lên thành cong• Định luật Acsimet• Sự cân bằng của vật rắn ngập hoàn toàn trong chất lỏng• Sự cân bằng của vật rắn nổi trên mặt tự do của chất lỏng ÁP SUẤT THỦY TĨNH – ÁP LỰC • Lực mặt: lực tác động lên mặt giới hạn bởi khối chất lỏng đang xét hoặc lên mặt đặt trong khối chất lỏng. • Trong chất lỏng tĩnh, ứng suất của lực mặt gọi là áp suất thủy tĩnh. P p = lim 0 ω → ω • Lực P tác dụng lên diện tích ω gọi là áp lực thủy tĩnh lên diện tích ấy. 2 3/12/2009TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA ÁP SUẤT THỦY TĨNH1. Áp suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc với diện tích chịu lực và hướng vào diện tích ấy. - Áp suất thủy tĩnh gồm 2 thành phần: pn theo phương pháp tuyến v à theo hướng tiếp tuyến. - Chất lỏng chỉ chịu nén pn hướng vào trong TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA ÁP SUẤT THỦY TĨNH (tt) 2. Trị số áp suất thủy tĩnh tại một điểm bất kỳ không phụ thuộc hướng đặt của diện tích chịu lực tại điểm này. 3 3/12/2009 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG CÂN BẰNGĐiều kiện cân bằng là tổng số hình chiếu trên các trụccủa các lực mặt và lực thể tích tác dụng lên khối đóbằng không. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG CÂN BẰNGGọi p là áp suất tại trọng tâm M.Áp suất tại tâm các mặt ABCD vàA’B’C’D’ là:Với X, Y, Z là các thành phần trêncác trục của lực thể tích tác dụng lênmột đơn vị khối lượng chất lỏng.Điều kiện cân bằng của phân tốhình hộp theo phương x: 4 3/12/2009Phương trình vi phân cân bằng Euler (phương trình Euler tĩnh)Phương trình vi phân cân bằng Euler có thể viếtdưới dạng vi phân toàn phần của p: MẶT ĐẲNG ÁP• Mặt đẳng áp là mặt có áp suất thủy tĩnh tại mọi điểm đều bằng nhau, tức p = const, do đó dp = 0.• Phương trình vi phân của mặt đẳng áp:• Tính chất: - Hai mặt đẳng áp khác nhau không thể cắt nhau. - Lực thể tích tác động lên mặt đẳng áp thẳng góc với mặt đẳng áp. - Mặt đẳng áp đồng thời là mặt đẳng thế. 4 5 3/12/2009 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRONG TRƯỜNG TRỌNG LỰCXét sự cân bằng của chất lỏng trong trường trọng lựcChọn hệ tọa độ vuông góc Oxyz, trục z hướng lêntrên. Khi đó: X=Y=0 và Z=-gTừTa có: U = gz + c p = p(z) SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRONG TRƯỜNG TRỌNG LỰC (tt)Suy ra: Áp suất giảm theo độ caoHiệu áp suất giữa hai độ cao z và z0 :Trong trường hợp chất lỏng tĩnh, đồng nhất và khôngnén được thì:Nếu đặt z0 = 0, tức p0 là áp suất tại mặt tự do z = 0 6 3/12/2009 CÁC LOẠI ÁP SUẤT• Áp suất tuyệt đối: là áp suất toàn phần được xác định:• Áp suất dư: khi có ptuyệt > pa (áp suất khí quyển) thì hiệu số ptuyệt – pa được gọi là áp suất dư• Áp suất chân không: khi có ptuyệt < pa (áp suất khí quyển) thì hiệu số pa – ptuyệt được gọi là áp suất chân không: BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ ÁP SUẤT 6 7 ...