16: Гідростатика

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 15.31: Електромагнетизм
- 16.1: Вступ до гідростатики

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

У цій відносно короткій главі йдеться про тиск під поверхнею нестисливої рідини, що на практиці означає рідину, яка, в порівнянні з газом, майже, якщо не зовсім, то нестислива. Він також стосується принципу Архімеда та рівноваги плаваючих тіл. Глава, мабуть, трохи менш вимоглива, ніж деякі інші глави, хоча вона буде припускати знайомство з поняттями центроїдів та радіуса обертання, які розглядаються в розділах 1 і 2.

16.1: Вступ до гідростатики
У цій відносно короткій главі йдеться про тиск під поверхнею нестисливої рідини, що на практиці означає рідину, яка, в порівнянні з газом, майже, якщо не зовсім, то нестислива. Він також стосується принципу Архімеда та рівноваги плаваючих тіл. Глава, мабуть, трохи менш вимоглива, ніж деякі інші глави, хоча вона буде припускати знайомство з поняттями центроїдів та радіуса обертання, які розглядаються в розділах 1 і 2.
16.2: Щільність
Про щільність мало що можна сказати, крім того, щоб визначити її як масу на одиницю об'єму. Однак цей вислів буквально не означає масу кубічного метра, адже кубічний метр - це великий об'єм, і щільність цілком може змінюватися від точки до точки по всьому об'єму. Щільність - це інтенсивна величина в термодинамічному сенсі, і визначається в кожній точці.
16.3: Тиск
Тиск - це сила на одиницю площі. жоден конкретний напрямок, пов'язаний з тиском - він діє у всіх напрямках - і це скалярна величина. Одиницею СІ є паскаль (Па), який є тиском один ньютон на квадратний метр.
16.4: Тиск на горизонтальну поверхню. Тиск на глибині
Тиск однаковий у всіх точках на одному горизонтальному рівні в межах однорідної нестисливої рідини. Це, здавалося б, тривіальне твердження іноді варто пам'ятати під стресом умов обстеження. Таким чином, давайте розглянемо приклад.
16.5: Тиск на вертикальну поверхню
Сумарна сила на зануреній вертикальній або похилій площині поверхні дорівнює площі поверхні, що помножується на глибину центроїда.
16.6: Центр тиску
Якби ви замінили всі ці сили однією силою такою, що (перший) момент цієї сили про лінію через поверхню рідини такий самий, як (перший) момент всіх фактичних сил, де б ви розмістили цю єдину силу? Ви б поставили його в центр тиску.
16.7: Принцип Архімеда
Якщо тіло плаває на поверхні, гідростатична підйомна тяга, а також дорівнює вазі рідини, що витісняється, також дорівнює вазі тіла.
16.8: Кілька простих прикладів
Як ми зазначали у вступі до цієї глави, ця глава менш вимоглива, ніж деякі інші, і насправді вона була досить тривіальною досі. Просто щоб показати, наскільки проста тема, ось кілька швидких прикладів.
16.9: Плавучі тіла
Ми можемо почати з спостереження, яке ми вже зробили, що якщо тіло вільно плаває, гідростатична тяга дорівнює вазі тіла.

Мініатюра: Айсберг в Арктиці з оголеною нижньою стороною. Обсяг льоду під поверхнею штовхнув лід над поверхнею; це приклад принципу Архімеда. (CC BY-SA 4.0; Авейт).