Vatnsþrýstingur

Vatnsstöðvar eru ein af þeim hlutum vökva sem rannsakar jafnvægisstöðu vökva og þrýstingurinn sem kemur fram í vökva sem hvílir á mismunandi yfirborðum.

Vatnsþrýstingur er grundvallar hugtakið í vatnsstöðvum. Lítum á handahófskennd vökvamagn í jafnvægi. Inni í þessum bindi skaltu merkja punktinn A og geyma það með því að helminga með því að fara í plan sem liggur í gegnum punkt A. Á þessu plani skaltu velja svæðið með svæði S og miðja við punkt A. Við fjarlægjum helminginn af rúmmáli og skipta um gildi með því að virkja það sem eftir er af veltu F. Vökvi í seinni hálfleiknum verður því enn í hvíld.

Nú byrjum við að draga úr svæðinu S þannig að punkturinn A sé stöðugt inni í henni. Með nægilegri lækkun fellur punkturinn A við vettvanginn S. Og þrýstingurinn við punktinn A verður ákvarðaður með formúlunni P (A) = lim dF / dS fyrir dS sem nær til núlls.

Þá verður þrýstingurinn á púðanum S jafn við summan af þeim þrýstingum sem eru á öllum stigum sem tilheyra þessu yfirborði. Það er með öðrum orðum: p = F / S. Vatnsþrýstingur er gildi sem er jafnt við kvótahlutfallið af kraftinum F við svæðið S.

Orsök vatnsþrýstings er: þyngd vökvans sjálfs og þrýstingurinn sem er beittur á yfirborð vökvans. Þannig er þrýstingurinn af völdum vökvans sjálfs og ytri þrýstingsins tegundir vatnsþrýstings. Ef vökvinn er settur í stimpilinn og einhver kraftur er beittur á það þá verður það að sjálfsögðu aukið þrýstingurinn í vökvanum. Undir venjulegum kringumstæðum er vökvinn þrýstingur við loftþrýsting. Ef þrýstingurinn á yfirborði vökvans er undir þrýstingi í andrúmslofti, þá er þetta þrýstingur kallað málþrýstingur.

Vökvinn er í jafnvægi ef öll þrýstingshliðin sem starfa á nægilega lítið magn af vökva eru jafnvægi við hvert annað.

Lítum á vatnsþrýstinginn og eiginleika þess:

• Í hvaða tilfelli sem er gefin handahófskennt í vökvanum er vatnsstöðueiginleikar þrýstingsveitunnar beint innan rúmmáls þess og hornrétt á svæðið úthlutað í rúmmálinu.

Leyfðu okkur að sanna þessa eign: gerum ráð fyrir að hornið sem kraftur er beittur á tiltekið svæði er ekki bein. Við tákna gildi F sem P (eðlilegt), P (tangential). Segjum að tangenthlutinn sé ekki jafngildur núlli, en undir áhrifum þess verður vökvinn að renna með hneigðu en það liggur á punkti. Þess vegna bendir niðurstaðan á að tangentinn er núll og áhrif þrýstings á sér stað hornrétt á svæðið. Eignin er sönnuð.

• Vatnsþrýstingur er sá sami í öllum áttum.

Leyfðu okkur að sanna þessa eiginleika vatnsþrýstings: í geðþótta rúmmál vökva veljum við tetrahedron, þar sem tvær flugvélar eru í samræmi við samræmda flugvélar og þriðji er valinn geðþótta. Í stöðinni fáum við rétt þríhyrningur. Virkni vökva í hverju andliti er táknað með: X * (P), Y * (P), Z * (P) Vökvinn er í jafnvægi og því er heildarárangur allra sveitir 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

Það er augljóst að dz = de synd a, dx = de cos a

Af þessu: X * (P) = E * (P), Z * (P) = E * (P)

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

Eignin er sönnuð. Þar sem andlitið var valið geðþótta gildir þetta jafnrétti fyrir öll mál.

• Vatnsþrýstingur er mismunandi í réttu hlutfalli við dýpt. Með aukinni dýpt mun þrýstingurinn aukast, og minnkandi dýpt niðurdælingar aukast.

Einhver punktur vökvans í jafnvægi samsvarar eftirfarandi jöfnu: j + p / g = j (o) + p (o) / g = H, þar sem j er hnitpunkturinn, j (O) er samsvörun vökvayfirborðsins, p og P (o) er hæð dálkanna, g er sérstakt þyngdarafl vökvans og H er vatnsstöðvandi höfuð.

Sem afleiðing af umbreytingum fáum við: p = p (o) + g [j (0) -j] eða p = p (o) + gh

Þar sem h er dýpt niðurdælingar á tilteknu punkti og gh er enginn annar en þyngd vökvasúlunnar jöfn í hæð h og með einingarsvæði í grunnhlutanum. Þessi eign vatnsþrýstings er kallað lög Pascal.