Литература: [6], с. 15—34; [7], с. 32—35, 43—51, 53—57; [8], с. 13—34, 34—49, 49—56, задачи, с. 56—61; [9], с. 32—67, задачи, с. 67—69; [13], с. 8—28; [19], с. 7—87.
Приступая к изучению гидростатики, необходимо рассмотреть состояние покоя жидкости. Выяснить, какие две категории сил могут действовать на жидкое тело, что называется гидростатическим давлением в точке, какими свойствами оно обладает и в каких единицах измеряется.
Уметь выводить дифференциальные уравнения равновесия несжимаемой жидкости (уравнения Эйлера), находящейся под действием сил тяжести и инерции. Знать, какие зависимости для определения гидростатического давления в точке получаются путем интегрирования этих уравнений. Уяснить физическую сущность основного уравнения гидростатики, дать определение поверхности уровня и закона Паскаля.
Следует разобраться в понятиях абсолютного и избыточного (манометрического) давлений, разрежения и вакуума. Рассмотреть понятия пьезометрической и вакуумметрической высот, гидростатического напора. Понять, почему гидростатический напор остается постоянной величиной для всех точек некоторого объема неподвижной жидкости относительно выбранной плоскости сравнения. Рассмотреть уравнение равновесия жидкости в сообщающихся сосудах.
Изучая способы и приборы для измерения гидростатического давления, выяснить, что представляет собой пьезометр и простейший вакуумметр, в каких случаях пользуются для измерения давления манометрами, и каких типов они бывают.
Уяснить, что представляет собой эпюра давления. Знать вывод формулы для определения силы давления на плоские, произвольно ориентированные и криволинейные поверхности; уметь определять местоположение центра давления. Усвоить графический и аналитический способы определения силы давления на поверхность. Понять, в чем заключается гидростатический парадокс.
При рассмотрении условий плавания тел вспомнить закон Архимеда, познакомиться с понятиями плавучести, плоскости плавания, ватерлинии и др.
Познакомиться с принципом действия простейших гидравлических машин гидростатической работы (гидравлическим прессом, гидравлическим аккумулятором и др.); выяснить, какие законы гидростатики лежат в их основе.
Вопросы для самопроверки
1. Сформулировать, что такое гидростатическое давление в данной точке. Назвать его основные свойства.
2. С помощью каких приборов измеряется гидростатическое давление?
3. Привести систему дифференциальных уравнений равновесия жидкости.
4. Написать основное уравнение гидростатики.
5. Раскрыть понятия вакуума, абсолютного и манометрического давления.
6. Привести формулу для определения силы манометрического давления на произвольно ориентированную плоскую поверхность.
7. Написать и пояснить формулу для определения центра давления, действующего на плоскую наклонную стенку.
8. Привести формулы для определения равнодействующей силы давления на цилиндрическую поверхность и ее составляющих.
9. Сформулировать закон Архимеда.