Гідростатичний тиск і його властивості

Рис. 1

Гідростатичний тиск [math]p[/math] (рос.гидростатическое давление, англ. hydrostatic pressure, нім. Wasserdruckhöne f) - це напруга стиску в точці, розміщеній всередині рідини, що знаходиться в стані спокою:

[math]\ p = \lim_{\Delta \omega\to\0}\frac{{\Delta \ P}}{{\Delta \omega}}[/math],

де [math]\Delta \ P[/math] - сила тиску, що діє на елементарну площинку [math]\Delta \omega[/math], яка включає в соі дану точку.

На зовнішній поверхні рідини гідростатичний тиск завжди спрямований по нормалі до площини, на яку він діє, а в будь-якій точці всередині рідини його величина не залежить від орієнтації площинки в просторі. Він є лише функцією координат.

У міжнародній системі одиниць фізичних величин (СІ) одиницею вимірювання тиску є 1 H/м² - паскаль (Па). Зручнішим для використання є кратні одиниці - гектопаскаль (гПа), кілопаскаль (кПа) і мегапаскаль (МПа): 1 гПа = 100 Па, 1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 10⁶ Па.

Властивості гідростатичного тиску

Рис. 2

Властивість 1: гідростатичний тиск завжди по внутрішній нормалі, спрямований до площини, на яку він діє.

Розглянемо силу гідростатичного тиску [math]p[/math], прикладену в точці С під кутом до поверхні А-В об'єму рідини, який знаходиться в стані рівноваги (Рис. 2).Цю силу можна розкласти на: нормальну силу [math]P_n[/math] і дотичну силу [math]P_t[/math] до поверхні А-В. Отже, сила гідростатичного тиску [math]p[/math] в точці С діє лише в напрямку сили [math]P_n[/math], тобто нормально до поверхні А-В.Направлена вона тільки по внутрішній нормалі. При представлені направленні сили гідростатичного тиску по зовнішній нормалі виникнуть розтягуючі сили, що призведе до руху рідини. Це перечить умові, за якою рідина має знаходитись у стані спокою.Тому сила гідростатичного тиску завжди стискуюча, тобто направлена по внутрішній нормалі.