WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«динамики Ньютона, но представляют собой значитель но более общие принципы, областью применения ко торых является вся физика в целом, а не только клас сическая механика. Закон ...»

50 А. Механика

ни. Исторически они были получены на основе законов

динамики Ньютона, но представляют собой значитель

но более общие принципы, областью применения ко

торых является вся физика в целом, а не только клас

сическая механика .

Закон сохранения импульса следует из однородности

пространства, т. е. из того, что результат любого опы

та не зависит от места его проведения .

Закон сохранения момента импульса следует из изо

тропности пространства. В силу этой изотропности свойства замкнутой системы не изменяются при лю бом повороте системы как целого .

Закон сохранения энергии следует из однородности вре мени, т. е. из того, что результат любого опыта не зави сит от момента его проведения .

Взаимосвязь свойств пространства и времени проявля ется уже в рамках классической механики.

А именно:

изменение импульса (сохранение которого связано с одно родностью пространства) определяется временной харак теристикой действия силы — импульсом силы (A2.2–3) .

И наоборот, изменение энергии (сохранение которой связано с однородностью времени) определяется про странственной характеристикой действия силы — ее работой (А3.1–1) .

A4. Гидростатика. Гидродинамика .

Элементы теории упругости A4.1. Равновесие жидкостей Жидкость называется несжимаемой, если ее плотность не зависит от давления .

А4. Гидростатика. Гидродинамика.

Элементы теории упругости Давлением внутри жидкости называется отношение нормальной составляющей силы, действующей на бес конечно малую площадку, к ее площади:



dF p=. (A4.1–1) dS В состоянии равновесия давление внутри жидкости не зависит от ориентации площадки .

Закон Паскаля: давление, производимое внешними силами, передается жидкостью по всем направлениям без изменения .

В состоянии равновесия сила, действующая со сторо ны жидкости на стенку сосуда, в любой точке перпен дикулярна поверхности сосуда. Если бы это было не так, т. е. сила имела бы составляющую вдоль стенки сосу да, то по III закону Ньютона такая же сила действова ла бы на жидкость, что приводило бы ее в движение .

Плотности некоторых веществ (при температуре 20 °C) Плотность, Плотность, Вещество Вещество г/см3 г/см3 Твердые тела Жидкости Алмаз 3,51 Ацетон 0,791 Алюминий 2,6889 Вода 0,99823 Железо 7,874 Нитроглицерин 1,6 Золото 19,32 Ртуть 13,5461 Кварц 2,65 Этиловый спирт 0,79 Лед 0,917 Газы Медь 8,96 Азот 0,0012506 Натрий 0,971 Водород 0,00008988 Платина 21,45 Во

–  –  –

В гидравлической машине (рис. А4–1) небольшая сила F, приложенная к поршню малой площади, благодаря действию закона Паскаля порождает большую силу F2, действующую на поршень большей площади (выигрыш в силе) .

–  –  –

A4.2. Равновесие жидкости в поле силы тяжести В поле силы тяжести поверхность жидкости, находя щейся в равновесии, всегда горизонтальна. Уровень однородной жидкости в сообщающихся сосудах одина ков независимо от их формы (рис. A4–2). Искажение

–  –  –

формы поверхности и неодинаковое положение уров ней могут быть вызваны силами поверхностного натя жения (см. C4) .

В поле силы тяжести давление p жидкости увеличива ется с глубиной. Это связано с давлением верхних сло ев жидкости на нижние (рис. А4–3) .

–  –  –

Для несжимаемой жидкости постоянной плотностью :



p2 = p1 + gh, (A4.2–1) где g — ускорение свободного падения .

Гидростатическое давление — это давление, созда ваемое на некоторой глубине h внешними силами, дей ствующими на поверхность, и весом столба жидкости:

p = p0 + gh. (A4.2–2) В случае разнородных жидкостей высоты их столбов над уровнем раздела обратно пропорциональны плот ностям этих жидкостей .

A4.3. Сила Архимеда На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила (сила Архимеда), равная по мо дулю весу вытесненной жидкости (газа) и противопо 54 А. Механика ложно направленная (FA = gV, где — плотность жид кости) (рис. А4–4). При частичном погружении тела (плавании) сила Архимеда равна весу жидкости, зани мающей объем погруженной части тела .

–  –  –

Точка приложения Архимедовой силы — центр водо измещения — центр тяжести жидкости, которая нахо дилась бы в объеме, занимаемом погруженной частью тела. В случае однородного тела и несжимаемой жид кости эта точка совпадает с центром масс погруженной части тела. Архимедова сила равна сумме всех прило женных к телу сил давления со стороны жидкости и вызвана разностью давлений на поверхность тела снизу и сверху .

Архимедова сила точно равна весу вытесненной жид кости только в случае, когда тело окружено водой со всех сторон. Так, выталкивающая сила, действующая на тело, лежащее на отверстии в дне сосуда, будет от личаться по величине от веса вытесненной жидкости .

A4.4. Плавание тел Тело плавает на поверхности, если при его полном по гружении в жидкость выталкивающая сила превыша А4. Гидростатика. Гидродинамика. Элементы теории упругости ет его вес. В состоянии равновесия центр водоизмеще ния погруженной части тела и его центр масс лежат на одной вертикальной прямой .

Плавающее тело (например, корабль) устойчиво отно сительно крена, если метацентр M (точка пересечения плоскости симметрии тела с вертикалью, проходящей через центр водоизмещения при крене) лежит выше центра масс тела. Тогда момент сил возвращает тело к вертикальному положению. Положение метацентра зависит от угла крена, и при большом крене корабль может опрокинуться (рис. А4–5) .

Рис. A4–5

A4.5. Течение идеальной жидкости В идеальной жидкости отсутствует вязкость — трение между слоями жидкости, а также между жидкостью и стенками. Движение жидкости описывается полем скоростей — в каждой точке внутри жидкости задана скорость движения. При стационарном течении поле скоростей остается постоянным во времени. Линией тока называется кривая, вектор скорости в каждой точке которой направлен по касательной к ней. При 56 А. Механика стационарном течении траектории движения частиц жидкости совпадают с линиями тока .

При стационарном течении масса жидкости, проходя щей за единицу времени через любое поперечное сече ние трубы, одинакова. То же касается любой трубки тока — воображаемой трубки в жидкости, образован ной линиями тока (рис.





А4–6):

S = const или 11S1 = 22S2 = 33S3.

(A4.5–1) Для течения однородной несжимаемой жидкости ( = = const) это означает:

1S1 = 2S2 = 3S3. (A4.5–2)

Рис. A4–6

Соотношения (A4.5–1) и (A4.5–2) на одной линии тока выполняются при течении не только идеальной, но и вязкой жидкости .

При движении идеальной жидкости ее механическая энергия сохраняется. Это выражается для стационар ного течения уравнением Бернулли.

В поле силы тя жести:

p1 + gh1 + 1 = p2 + gh2 + 2, (A4.5–3) где p1 и p2 — давления в двух различных точках на од ной линии тока; h1 и h2 — высота в этих точках, отсчи А4. Гидростатика. Гидродинамика. Элементы теории упругости танная от единого уровня; 1 и 2 — скорость течения жидкости в этих точках .

Скорость жидкости, вытекающей из узкого отверстия, не зависит от ее плотности (формула Торричелли):

= 2gh, (A4.5–4) где h — высота уровня жидкости (рис. A4–7) .

–  –  –

A4.6. Течение вязкой жидкости Вязкостью называется свойство внутреннего трения между слоями жидкости. При течении вязкой жидко сти происходит диссипация механической энергии .

Коэффициент вязкости можно определить следующим образом. Между пластинами A и B (пластина B непод вижна) площадью S находится слой вязкой жидкости .

58 А. Механика Для того чтобы пластина A двигалась с постоянной скоростью 0, необходимо приложить силу F :

S F = 0. (A4.6–1) d Ламинарным называется такое течение вязкой жидко сти, при котором не происходит перемешивания раз личных слоев жидкости. Ламинарное течение регуляр но, т. е. течение может изменяться лишь при внешних воздействиях. При турбулентном течении движение частиц жидкости становится нерегулярным (неустой чивым) и происходит интенсивное перемешивание жид кости. Течение жидкости между двумя пластинами (рис. A4–8) является ламинарным .

–  –  –

Расход жидкости — это количество жидкости, проте кающей по трубе за единицу времени.

Расход жидко сти в трубе круглого сечения при ламинарном течении (формула Пуазейля):

pR 4 P=. (A4.6–3) 8 l В трубе постоянного сечения давление p линейно изме няется вдоль трубы .

Сила сопротивления при движении шара радиуса R с по стоянной скоростью в потоке вязкой жидкости (фор мула Стокса):

F = 6R. (A4.6–4) Аналогично определяется сила сопротивления непод вижного шара в потоке, движущемся со скоростью .

A4.7. Атмосферное давление Атмосфера удерживается около Земли ее гравитацион ным притяжением. Атмосферное давление на поверх ности Земли обусловлено действием верхних слоев на нижние. Происхождение атмосферного давления ана логично происхождению гидростатического давления




Похожие работы:

«СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ (в части раздела 7 "Поверка прибора") Руководитель ГЦИ СИ Генеральный директор заместитель Генерального директора ЗАО "Руднев-Шиляев" ФГУ "РОСТЕСТ – МОСКВА" Евдокимов А.С....»

«версия 1.1 Made by NARVI Oy Finland Каменки Kota Kuru 14 и 20 RU Инструкция по монтажу, эксплуатации и обслуживанию RU 2 Yrittjntie 14, FI-27230 Lappi • тел. +358 0207 416 740 • факс +358 0207 416 743 • www.narvi.fi/ru RU Оглавление 1.1...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГО С ТР СТАНДАРТ 57971 — РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КОМПОЗИТЫ КЕРАМИЧЕСКИЕ Определение предела прочности при кольцевом растяжении при нормально...»

«МИНИСТЕРСТВО ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РСФСР ЛЕНИНГРАДСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИИ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА им. К.Д. ПАМФИЛОВА РЕКОМЕНДАЦИИ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫМ ГОСТ Р м э к СТАНДАРТ 618692— РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТРАНСФОРМАТОРЫ ИЗМ ЕРИТЕЛЬНЫ Е Часть 2 Дополнительные требования к трансформаторам тока IEC 61869-2:2012 Instrument transformers — Part 2: Additional requirements for current transformers (IDT) Изд...»

«МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ ВЕСТНИК НАЦИОНАЛЬНОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ АКАДЕМИИ РК ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР aкадемик Б. Т. ЖУМАГУЛОВ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Н. К. Надиров – академик, заместитель главного редактора; Н. С. Шарипова – член-корреспондент, ответственный секретарь; академик Ж....»

«bitva_zamkov_1.2.63.zip д. Улучшен режим Судьбы. Вы больше не потеряете Звезду, если проиграете сражение в Колизее. Для строительства и совершенствования зданий нужны ценные ресурсы — наваждение и золото, которые можно извлекат...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.