第二章流体静力学引言流体静力学是研究流体在静止状态下的平衡规律及应用。静止是指流体质点相对于参考坐标系没有运动的情况，是一个相对概念，包括：绝对静止——流体对地球无相对运动相对静止——流体对地球有相对运动，但流层之间无相对运动流体静力学理论的适用范围：理想流体、实际流体无论理想流体或实际流体，在静止状态下，流体层与层之间都没有相对运动。实际流体的粘性特征未能显现。实际流体在静止状态下的物理特性类同于理想流体。因此，流体静力学理论同时适用于理想流体和实际流体。第二章流体静力学章节结构压强p总压力P流体静压强的概念及其特性§2.1流体平衡微分方程§2.2重力作用下流体的平衡§2.3几种质量力作用下流体的平衡§2.4静止流体作用在平面上的总压力§2.5§2.7物体在液体中的潜浮原理静止流体作用在曲面上的总压力§2.6第二章流体静力学一、静压强(pressure)p定义：静止流体中，作用在单位面积上的力称为静压强，亦称压强。设微小面积ΔA上的总压力为ΔP，则：平均静压强：点静压强：国际单位：帕(Pa)，N/m2工程单位：公斤力/厘米2（kgf/cm2）APp0limAPpA掌握ΔAΔP总压力（P）：作用于某一面积上的总静压力。单位：牛顿（N）第二章流体静力学m图2-1静止流体中的单元体m图2-1静止流体中的单元体综上，静压力的方向必垂直且指向作用面，即永远沿着作用面的内法线方向。二、静压强的两个特性1．静压强方向永远沿着作用面内法线方向（“内”—指向作用面；“法线”—垂直作用面）。证明：（反证法）如图，取静止流体中任意隔离体。设切割面上任一点m处静压强p为任意方向。则p一定可分解为垂直于作用面的法向分力pn和平行于作用面的切向分力τ。ppnτ静止流体不能承受剪切作用力τ1垂向作用力pn指向作用面。2掌握第二章流体静力学2．静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等，与作用面方位无关。即静压强各向等值，只是位置的函数，p=p(x,y,z).取微元体（研究对象）受力分析导出关系(平衡关系)得出结论————微元分析法微元分析法一般流体力学证明思路一般流体力学证明思路二、静压强的两个特性第二章流体静力学–表面力——仅有压力作用：px、py、pz、pn（n为任意方向）分别表示作用在垂直于x、y、z轴的坐标面和斜面△ABC上的静压强，Px、Py、Pz、Pn表示总压力。质量力表面力重力惯性力正应力剪应力绝对静止相对静止√√×√×质量力表面力重力惯性力正应力剪应力绝对静止相对静止√√×√×质量力表面力重力惯性力正应力剪应力绝对静止相对静止质量力表面力重力惯性力正应力剪应力绝对静止相对静止√√×√×pypxpzyxzoABCdydxdzm图2-2静止流体中四面体微元pnpypxpzyxzoABCdydxdzm图2-2静止流体中四面体微元pypxpzyxzoABCdydxdzmpypxpzyxzoABCdydxdzpypxpzyxzoABCpypxpzyxzoABCdydxdzm图2-2静止流体中四面体微元pn证明：微元分析法(顺证法)1.取微元体：如图，取静止流体中四面体微元