Гидростатическое давление

Гидравлика - наука, изучающая законы покоя и движения жид­кости и методы применения этих законов в решении практических задач.

Гидравлика состоит из двух разделов: в гидростатике рассматривают силы, действую­щие на погруженные тела и стенки сосудов, а также плавание твердых тел; в гидродинамике ~ течение жидкостей в руслах и сооружениях.

Законы гидравлики широко применяют при решении различных технических задач при проектировании плотин, гидроэлектростанций, судоходных шлюзов, каналов, портов, набережных, сооружений для водоснабжения и канализации, отверстий искусственных сооружений и т. д. Их используют при проектировании водоотвода, определении скорости движения воды в водоотводных сооружениях, при назначе­нии размеров канав, труб, необходимых для пропуска воды.

Гидрология занимается изучением законов формирования стока поверхностных вод в пониженных местах, реках. Законы гидрологии дают возможность оценить водные запасы отдельных рек, определить значения максимальных и минимальных расходов воды, повторяемость паводков и т.д.

Гидрометрия является частью гидрологии и занимается измере­нием различных характеристик водных потоков и водоемов (глубин, скоростей течения, расхода воды). Знание законов гидрометрии необходимо для проектирования мостовых переходов через большие реки.

1.Гидростатическое давление

В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.

Рассмотрим резервуар с плоскими вертикальными стенками, наполненный жидкостью (рис.2.1, а). На дно резервуара действует сила P равная весу налитой жидкости G = γ V, т.е. P = G.

Если эту силу P разделить на площадь дна Sabcd, то мы получим среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуара.

Гидростатическое давление обладает свойствами.

Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.

Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве. Это положение не требует специального доказательства, так как ясно, что по мере увеличения погружения точки давление в ней будет возрастать, а по мере уменьшения погружения уменьшаться.