Lekciju konspekts

Lekciju konspekts Lekciju konspekts

19.11.2014 Views

statiska spied iena s pēki normālā virzienā. Š ie ir spēki, kas nosaka fluīda elementa līdzsvara stā vokli. Jānoskaidro līdzsvara nosacījums x ass virzienā . Uz elementu no vienas p u ses darbojas spiediens S piedienu Reizinot Tādējā di s pēku starpība ir p, n o pretējās puses spiediens p p p p p dx. dx dx. ( 3.1) x x x to ar elementa skaldnes laukumu l īdzsvars x p dx dy dz. x ass virziena ir d A = dy izsakāms dz, dabū spiediena spēku starpīb u a r vienādojumu ( 3.2) X p dm dx dy dz 0. x ( 3.3 ) Lai vienādojumu vienkāršotu, izsakā m e lementa masu ar blīvumu un tilpumu dm ρ dV ρ dx dy dz. ( 3.4) Tādējā di, izdalot vienādojuma (3.3) abas puses ar masas izteiksmi (3.4), dabūjam līd zsvara nosacī jumu x a ss virzienam (3.5). ( 3.6) R īkojoties analoģiski, var uzrakstīt attiecīgos līdzsvara vienādojumus pārēj o asu virzieniem un (3.7). 1 p X . ρ x 1 p Y . ρ y 1 p Z . ρ z ( 3.5) ( 3.6) ( 3.7) v ienādojumu Tādējādi esam ieguvuš i E ilera fluīdu s tatikas vienādojumus. Vektoriālā forma Eilera statikas vienādojumus var izteikt ar vienu pašu vektoriā lo k ur grad p - s piediena Eilera gan ar ī g āzei. _ 1 F grad . p 0, ( 3.8) ρ p gradients . Gradients ir vektoru analīzes funkcija. fluīdu statikas vienādojumi ir spēka gan ideālam, gan reā lam ņ utoniskam šķidrumam, 16

. 3.2. Hidrostatikas pam atvienādojums Integrējot Eilera fluīdu statikas vienādojumus, nonā kam p amatvienādojuma. I e kams to pie hidrostatikas integrē t, jānosaka, kā da dimensija ir īpatnēja m masas s pēkam. Masas spēkam, kas attiecināts uz masas vienību, ir paātrināj uma dimensija, pro ti: Parasti _ N kgm m im F . 2 kg s kg s d 2 no masas spēkiem ir darīšana vienīgi ar gravit ācijas jeb smaguma s pēku, ko raksturo zemes pievilkš anas spēka paātrinā j ums g. Tādā gadījumā var pārrakstī t Eilera statikas vienādojumus vienkāršākā formā. Ja z ass ir vērsta vertikāli, tad X Y 0 ; Z g ( 3.9) ( 3.10) Līdz ar to parciālie atvasinājumi pazūd u n p p 0; x y p dp . z dz ( 3.11) ( 3.12) Tātad spiediens mainās tikai z ass virzienā. Tādejādi pēc zīmju maiņas dabū jam vienu parasto diferenciāl vienādojumu un g 1 dp 0. ρ dz ( 3.13 ) Integrē j am to z ass virzienā: Š ķidram pēc integrēša nas g 1 dp const. ρ dz ( 3.14 ) dz dz fluīdam blīvums = const. T ātad g 1 dz dp const. ρ ( 3.15 ) p g z const. ρ ( 3.16 ) Tādejādi vienādojuma esam ieguvuš i h idrostatikas pamatvienādojumu. Ko fizikā li locekļ i? Lai to noskaidrotu, jānosaka, kād a ir to dimensija: dim 3 p Pa.m ρ kg 3 N.m N.m . 2 m kg kg J . kg izsaka š ā To dimensija ir J/kg. Tātad ikviens vi enādojuma loceklis izsaka enerģi jas daudzumu uz 1 kg fluīda, citiem vārdiem - īpatnējo enerģi ju. Loceklis 17 g z izsaka fluīdam piemīt ošo ī patnējo

.<br />

3.2.<br />

Hidrostatikas pam<br />

atvienādojums<br />

Integrējot<br />

Eilera fluīdu statikas vienādojumus, nonā<br />

kam<br />

p amatvienādojuma. I e<br />

kams<br />

to<br />

pie<br />

hidrostatikas<br />

integrē<br />

t,<br />

jānosaka, kā<br />

da<br />

dimensija ir īpatnēja<br />

m masas s pēkam.<br />

Masas<br />

spēkam,<br />

kas attiecināts<br />

uz masas vienību,<br />

ir paātrināj uma dimensija, pro<br />

ti:<br />

Parasti<br />

_<br />

N kgm m<br />

im F .<br />

2<br />

kg s kg s<br />

d<br />

2<br />

no masas spēkiem ir darīšana<br />

vienīgi<br />

ar gravit<br />

ācijas<br />

jeb smaguma s pēku,<br />

ko raksturo<br />

zemes<br />

pievilkš<br />

anas<br />

spēka paātrinā<br />

j ums g.<br />

Tādā<br />

gadījumā<br />

var pārrakstī<br />

t Eilera statikas vienādojumus<br />

vienkāršākā<br />

formā.<br />

Ja z<br />

ass<br />

ir vērsta<br />

vertikāli,<br />

tad<br />

X Y 0 ;<br />

Z g<br />

( 3.9)<br />

( 3.10)<br />

Līdz<br />

ar to parciālie<br />

atvasinājumi<br />

pazūd u n<br />

p<br />

p<br />

0;<br />

x<br />

y<br />

p dp .<br />

z<br />

dz<br />

( 3.11)<br />

( 3.12)<br />

Tātad<br />

spiediens mainās tikai z ass virzienā. Tādejādi<br />

pēc<br />

zīmju<br />

maiņas<br />

dabū<br />

jam vienu<br />

parasto diferenciāl<br />

vienādojumu<br />

un<br />

g 1 dp<br />

0.<br />

ρ dz<br />

( 3.13 )<br />

Integrē<br />

j am to<br />

z ass<br />

virzienā:<br />

Š ķidram<br />

pēc<br />

integrēša<br />

nas<br />

g 1 dp<br />

const.<br />

ρ dz<br />

( 3.14 )<br />

dz dz <br />

fluīdam blīvums = const.<br />

T ātad<br />

g 1<br />

dz dp const.<br />

ρ<br />

( 3.15 )<br />

p<br />

g z const.<br />

ρ<br />

( 3.16 )<br />

Tādejādi<br />

vienādojuma<br />

esam<br />

ieguvuš<br />

i h idrostatikas pamatvienādojumu.<br />

Ko<br />

fizikā<br />

li<br />

locekļ<br />

i?<br />

Lai to noskaidrotu, jānosaka, kād a ir to dimensija:<br />

dim<br />

3<br />

p Pa.m<br />

<br />

ρ kg<br />

3<br />

N.m N.m .<br />

<br />

2<br />

m kg kg<br />

J<br />

.<br />

kg<br />

izsaka<br />

š ā<br />

To<br />

dimensija ir J/kg. Tātad<br />

ikviens vi<br />

enādojuma loceklis izsaka enerģi<br />

jas daudzumu uz 1 kg<br />

fluīda,<br />

citiem vārdiem - īpatnējo<br />

enerģi ju. Loceklis<br />

17<br />

g z<br />

izsaka<br />

fluīdam<br />

piemīt<br />

ošo<br />

ī patnējo

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!