第二章:水静力学 一:思考题
2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强
2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)
2-3答:水头是压强的几何意义表示方法,它表示h高的水头具有大小为?gh的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强,绝对压强是以0为起点,而相对压强是以当地大气压为基准测定的,所以两者相差当地大气压Pa.
绝对压强小于当地大气压时就有负压,即真空。某点负压大小等于该点的相对压强。Pv=p'-pa
2-4.在静水压强的基本方程式中z?p?g?C中,z表示某点在基准面以上的高度,称为位置水头,?pg表示在该点接一根测压管,液体沿测压管上升的高度,称为测压管高度或压强水头,z??pg称为测压管水头,即为某点的压强水头高出基准面的高度。关系是:(测压管水头)=(位置水头)+(压强水头)。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。等压面是水平面的充要条件是液体处于惯
性坐标系,即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。图中A-A是等压面,C-C,B-B都不是等压面,因为虽然位置高都相同,但是液体密度不同,所以压强水头就不相等,则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等,因为水有传递压强的作用,不会因位置的不同压强的传递有所改变。当施加外力时,液面压强增大了的各点压强都增加
?p。 A?p,水面以下同一高度A2-8.(1)各测压管中水面高度都相等。
(2)标注如下,位置水头z,压强水头h,测压管水头p.
图2-8 2-9.选择A
2-10.(1)图a和图b静水压力不相等。因为水作用面的面积不相等,而且作用面
的形心点压强大小不同。所以静水压力Pa>Pb.
(2)图c和图d静水压力大小相等。以为两个面上的压强分布图是相同的,根据梯形压强分布图对应的压力计算式可知大小相等,作用点离水面距离相等。 2-11.(1)当容器向下作加速运动时,容器底部对水的作用力为F=m*(g-a),由牛顿第三定律知水对容器的压力也等于F,根据p=F/A,知底部的压强
?a)*h??h(g?a)水面上相对压强为0,所以作图如a。 p=m(gA?a)?m(gV(2)当容器向上作加速运动时,水对容器底部的压力大小为F?m(g?a),则底部压强大小p?m(gA?a)??h(g?h),水面压强为0,作图如b。
(3)当容器做自由落体时,F=0所以水处于完全失重状态,对器壁压强为零,作图如c。