液体的平衡微分方程式.ppt

关于液体的平衡微分方程式**2.1静水压强及其特性2.2液体的平衡微分方程式2.3重力作用下的液体平衡2.4压强的度量与量测2.5作用于平面上的静水总压力2.6作用于曲面上的静水总压力第2页,共28页，星期六，2024年，5月*2.2.1液体平衡微分方程2.2液体的平衡微分方程2.2.2质量力性质2.2.3等压面第3页,共28页，星期六，2024年，5月*2.2.1液体平衡微分方程2.2液体的平衡方程2.2.2质量力性质第4页,共28页，星期六，2024年，5月*液体处于平衡状态时，作用于微元液体上的各种力与空间坐标之间的微分关系。第5页,共28页，星期六，2024年，5月*xx0x0+δx0-δO泰勒展开式图2.2.1泰勒展开式示意第6页,共28页，星期六，2024年，5月*在平衡液体中取一块平行六面微元体，其他形状也可以，但六面体方便。图2.2.2平衡液体示意第7页,共28页，星期六，2024年，5月*在平衡液体中取一块平行六面微元体。图2.2.3平衡液体中的微元体第8页,共28页，星期六，2024年，5月*xyOAdydxdzz平衡液体中取一块平行六面微元体，并放大图2.2.4平衡液体中的微元体放大示意第9页,共28页，星期六，2024年，5月*该六面体在质量力和表面力的作用下处于平衡。设形心点坐标：A=A(x,y,z)，边长：dx,dy,dzxyOAdydxdzz图2.2.4平衡液体中的微元体放大示意第10页,共28页，星期六，2024年，5月*表面力设形心点坐标为A=A(x,y,z)，边长为dx,dy,dzxyOAdydxdzz右侧面左侧面面积压强侧面中心点图2.2.4平衡液体中的微元体放大示意第11页,共28页，星期六，2024年，5月*xyOAdydxdzz质量力XYZ图2.2.4平衡液体中的微元体放大示意第12页,共28页，星期六，2024年，5月*xyOAdydxdzz考虑y方向微元体的受力平衡，则图2.2.4平衡液体中的微元体放大示意第13页,共28页，星期六，2024年，5月*xyOAdydxdzz右侧面前侧面上侧面左侧面后侧面底侧面图2.2.4平衡液体中的微元体放大示意第14页,共28页，星期六，2024年，5月*以ρdxdydz除上式、并化简，则第15页,共28页，星期六，2024年，5月*瑞士学者（Euler）1775年首先提出的液体平衡微分方程形式1物理意义静水压强沿某方向的变化率与该方向单位体积的质量力相等欧拉平衡微分方程第16页,共28页，星期六，2024年，5月*液体平衡微分方程形式2+)×dx×dy×dz第17页,共28页，星期六，2024年，5月*2.2.1液体平衡微分方程2.2液体的平衡方程2.2.2质量力性质2.2.3等压面第18页,共28页，星期六，2024年，5月*若存在一个与坐标有关的函数U(x,y,z)，使质量力的分量等于这个函数的偏导数，即则U(x,y,z)称为力势函数，满足上式关系的力称为有势力，如重力和惯性力都是有势力。第19页,共28页，星期六，2024年，5月*积分上式，则第20页,共28页，星期六，2024年，5月*等压面液体中压强相等的点连成的面（曲面，或平面）2.2.3等压面第21页,共28页，星期六，2024年，5月*平衡液体中等压面就是等势面对于不可压缩液体，ρ=常数，故在等压面上p=constant，即dU=0,U=constant。第22页,共28页，星期六，2024年，5月*等压面和质量力正交第23页,共28页，星期六，2024年，5月*例1液体绝对静止问题在静止状态下，作用于液体上的质量力只有重力，那么就局部范围，等压面一定是一个水平面；就大范围讲，等压面是一个处处与地心正交的曲面。第24页,共28页，星期六，2024年，5月*z例2等加速运动容器中液体的相对平衡容器中液面是一个斜平面。第25页,共28页，星期六，20