Гідрастатыка

З пляцоўкі Вікіпедыя.
Перайсці да: рух, знайсці
Механіка суцэльных асяроддзяў
BernoullisLawDerivationDiagram.svg
Суцэльнае асяроддзе
Гл. таксама «Фізічны партал»

Гідрастатыка — раздзел фізікі суцэльных асяроддзяў, які вывучае раўнавагу вадкасцей, у прыватнасці, у поле цяжару.

Перш за ўсё, карысна параўнаць гідрастатыку з тэорыяй пругкасці, якая вывучае раўнавагу цвёрдых тэл. У адрозненне ад цвёрдага цела, вадкасць не «трымае» зрухавыя напружання. Менавіта таму ў вадкасці не можа існаваць анізатрапіі высілкаў, а значыць замест шматкампанентнага тэнзару, напружання ў вадкасці апісваюцца адзінай велічынёй - ціскам. Адсюль выцякае закон Паскаля: ціск, які аказваецца на вадкасць, перадаецца вадкасцю аднолькава ва ўсіх напрамках.

Асноўны закон гидрастатыкі для тоўшчы вадкасці - залежнасць ціску ад глыбіні, які для нясціскаемай вадкасці ў аднастайным поле цяжару мае выгляд P = \rho g h/ З гэтага закона варта роўнасць узроўняў у сазлучаных сасудах, закон Архімеда: на цела, пагружанае ў вадкасць, дзейнічае сіла, якая выштурхвае F = \rho g V, дзе \rho - шчыльнасць вадкасці, а V — аб'ём цела, пагружанага ў вадкасць.

Наглядна ўявіць сабе закон Архімеда можна наступным чынам. Замена цела змешчанага ў вадкасць на саму гэту вадкасць нічога не зменіць для навакольнага цела вадкасці. Пры гэтым вадкасць-заменнік будзе бязважкай, паколькі яна ідэнтычная астатняй вадкасці і іншай вага азначаў бы рух уверх ці ўніз і магчымасць атрымання энергіі з нічога. А паколькі вадкасць-заменнік «на паветры» важыла б якраз столькі, колькі пакладзена па законе Архімеда, \rho g V, то менавіта гэту вагу цела, пагружанае ў вадкасць, губляе.

Форма свабоднай паверхні вадкасці вызначаецца камбінацыяй знешніх сіл (перш за ўсё, сіл прыцягнення) і сіл паверхневага нацяжэння. Для вялікіх мас вадкасці пераважаюць сілы прыцягнення і свабодная паверхню прымае форму эквіпатэнцыяльнай паверхні, а пры памерах парадку або менш сантыметра (для прэснай вады) вызначальнымі з'яўляюцца капілярныя сілы.