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静止流体中的压强计算

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:根据几何学,这两个三角形为相似三角形,其对应边应成比例,即即静止流体中任一点的静压强大小与通过该点的作用面的方位无关。至于不同空间点的流体静压强,一般来说是各不相同的,即流体静压强是空间坐标的连续函数:

6.1.6 流体静压强及其特性

1.流体静压强的定义

在静止流体中,围绕某点取一微小面积ΔA,如图6.1-3所示,作用在该面积上的压力为ΔP,则当ΔA趋近于零时,平均压强img3019的极限值即为

该点的流体静压强,用符号p表示,即

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图6.1-3

其单位为N/m2或Pa。

2.流体静压强的特性

①流体静压强垂直指向作用面,即流体静压强的方向与作用面的内法线方向相同。

②静止流体中任一点的静压强与作用面的方位无关。现简要证明如下。

设在静止流体中任意方位任取一微小三棱体,如图6.1-4(a)所示,其边长分别为da、db、dc,厚度(垂直于纸面)为dl,体积为dV,作用在三个微小面积上的压强分别为p1、p2、p3,则作用在三棱体上的表面力分别为

P1=p1dadl,P2=p2dbdl,P3=p3dcdl

质量力只有重力:dG=ρgdV。

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图6.1-4

因三棱体在P1、P2、P3、dG作用下平衡,根据理论力学,必然组成一闭合力三角形,如图6.1-4(b)所示。根据几何学,这两个三角形为相似三角形,其对应边应成比例,即

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当da、db、dc、dl趋近于零时,三棱体收缩至一点,相应地dV也趋近于零,于是得到

p1=p2=p3

即静止流体中任一点的静压强大小与通过该点的作用面的方位无关。至于不同空间点的流体静压强,一般来说是各不相同的,即流体静压强是空间坐标的连续函数:

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