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[!--downpath--]2-1静水浮力及其特点2-6作用在平面上的静水总压力2-7作用在曲面上的静水总压力2-9重力和惯性力同时作用下液体的相对平衡水静力学的主要内容2、掌握静水浮力基本公式和数学意义，会用基本公式进行静水浮力估算。3、掌握静水浮力的单位和三种表示方式：绝对浮力、相对浮力和真空度；理解位置水头、压强水头和测管水头的数学意义和几何意义。5、会画静水压强分布图，并熟练应用图解法和解析法估算作用在平面上的静水总压力。4、静水浮力分布图和平面上的流体总压力的估算。5、压力体的构成和勾画以及曲面上静水总压力的估算。6、处于相对平衡状态的液体中浮力的估算。一、静水浮力静水压力：是指液体内部相邻两部份之间互相作用的力或指液体对固体壁面的斥力（或静止液体对其接触面上所作用的压力）。其通常用符号p表示，单位是kN或Ｎ。它反映了受压面ΔA上静水浮力的平均值。图2-1二、静水浮力的特点切向挠度斥力２．静止液体中作用于同一点各个方向的静水浮力都相等。证明如下:在静止流体中任取一微元多面体,对其进行受力剖析.作用在ACD面上的流体静压强作用在BCD面上的静压强作用在ABD和上的静压表面力：（只有各面上的垂直压力即周围液体的静水压力）质量力：（只有重力、静止）如图所示其质量为，单位质量力在各方向上的分别为X、Y、Z，则质量力在各方向上的份量为当多面体无限地缩小到0点时，上述等式中最后一项近于零，取极限得,上式说明大气压强运用实例，在静止液体中，任一点静水浮力的大小与作用面的方位无关，但液体中不同点上的静水浮力可以不等，因而，静水浮力是空间坐标的标量函数，即：（2-2）2-2重力作用下静水浮力的分布规律浮力由两部份组成：静水浮力的基本多项式液面上的二氧化碳浮力p高度为h的火柱形成的浮力ρgh在质量力只有重力的情况下,静止液体中的浮力符合如下规律:静水浮力的基本多项式也可写成如下方式:式中c为积分常数，由边界条件确定。
静水浮力基本多项式的适用范围是:重力场中连续、均质、不可压缩流体。若在静止液体中任取两点l和2，点1和点2浮力各为p，则可把式改写成另一表达式，即：为了进一步理解静水浮力基本方程式，如今来讨论该多项式的数学意义和几何意义1.数学意义的数学意义表示为单位重量流体对某一基准面的位置势能。这可说明如下：如图所示，容器离基准面z处开一个小孔，接一个顶端封闭的玻璃管(称为测压管)，并把其内空气抽出，产生完全真空(p=0)，在开孔处流体静压强p的作用下，流体步入测压管，上升的高度h=p/ρg称为单位重量流体的浮力势能。位势能和浮力势能之和称为单位重量流体的总势能。所以静水浮力基本多项式表示在重力作用下静止流体中各点的单位重量流体的总势能是相等的。这就是静止液体中的能量守恒定理。2.几何意义单位重量流体所具有的能量也可以用液柱高度来表示，并称为水头。具有宽度单位，如图所示，z是流体质点离基准面的高度，所以z的几何意义表示为单位重量流体的位置高度或位置水头。也是宽度单位，它的几何意义表示为单位重量流体的浮力水头。位置水头和浮力水头之和称为静水头。所以该式也表示在重力作用下静止流体中各点的静水头都相等。在实际工程中，常需估算有自由液面的静止液体中任意一点的静压强。
如图所示，在一密闭容器中盛有密度为ρ的液体，若自由液面上的浮力为p，则在液体中位置座标为z的任意一点A的浮力p可由该式得到，即-z是静止流体中任意点在自由液面下的深度。上式是重力作用下流体液体多项式的又一重要方式。由它可得到三个重要推论：(1)在重力作用下的静止液体中，静压强随深度按线性规律变化，即随深度的降低，静压强值成反比减小。(2)在静止液体中，任意一点的静压强由两部份组成：一部份是自由液面上的浮力p(3)在静止液体中，坐落同一深度(h＝常数)的各点的静压强相等，即任一水平面都是等压面。h=1m，求：该点的静水浮力在容器壁面上同水深处的一点所遭到的浮力有多大？该点所遭到的有效斥力有多大？等压面在流体中大气压强运用实例，浮力相等的各点所组成的面称为等压面。1.等压面多项式作用在静止流体中任一点的质量力必然垂直于通过该点的等压面。两种互不相混的静止流体的分界面必为等压面推论：同一种静止相连通的流体的等压面必是水平面（只有重力作用下）自由表面、不同流体的交界面都是等压面。一、压强的表示估算基准绝对浮力：以完全真空时的绝对零压强(p＝0)为基准来计量的浮力称为绝对浮力；相对浮力：以当地大气压强为基准来计量的浮力称为相对浮力。
绝对浮力与相对浮力之间的关系可在下边导入。当自由液面上的浮力是当地大气压强p时，则液体中任一点的浮力可写成由于p可以由浮力表直接测得，所以又称计示浮力。gh2-3浮力的估算基准和量度单位当流体的绝对浮力高于当地大气压强时，就说该流体处于真空状态。诸如气泵和风机的吸入管中，凝汽器、锅炉汽包以及水塔的顶部等处的绝对浮力都高于当地大气压强，这种地方的计示浮力都是负值，称为真空或负压强，用符号表示，则为了正确区别和理解绝对浮力、计示浮力和真空之间的关系，可用图来说明。真空绝对浮力计示浮力绝对浮力绝对浮力、计示浮力和真空之间的关系流体静压强的量度单位主要有三种:挠度单位,大气压的倍数和液注高度。为了易于换算，现将常遇见的几种浮力单位及其换算系数列于表中。(Pa)工程大气压(kgf/cm标准大气压(atm)(bar)米火柱(mH毫米火柱(mmHg)磅/英寸0.10210-41.0331.020.070.-40.9680.9870.0680.10010-40.9811.0130.06861.0210-41010.3310.20.70375.0310-4735..251.711.4510-414.2214.6914.50当地大气压强在没有非常说明情况下，通常以1个工程大气浮力计。故[例题]封闭盛水容器中的玻璃管两端开口，如图所示，已知玻璃管塞入海面以下h=1.5m时，既无空气通过玻璃管步入容器，又无水步入玻璃管。试求此时容器内海面上的绝对浮力和相对压由式（2—26）求得gh