1、第二章 流体静力学 Fluid Statics流体静力学是研究平衡流体 （包括：流体对地球无相对运动和流体对运动容器无相对运动） 的力学规律及其应用 。由于平衡流体之间无相对运动，流体的粘性不起作用。所以，流体静力学中所得出的结论，对于理想流体和粘性流体都适用。理论不需要实验修正。本章内容 :2.1 平衡流体上的作用力2.2 流体平衡微分方程式2.3 重力场中流体的平衡2.4 液体的相对平衡2.5 静止流体作用于壁面的总压力静止流体作用于壁面的总压力第二章 流体静力学 Fluid Statics2.1 平衡流体上的作用力按作用方式，平衡流体上的作用力有：质量力与表面力。一一 质量力质量力 Fo
2、rce on Body与流体微团质量大小有关并与流体微团质量大小有关并且集中在微团质量中心上的且集中在微团质量中心上的力称为质量力。力称为质量力。如重力（ G=mg）、 惯性力（ F=ma、 F=m2r）、电磁力等。流体质点的质量力：例题：封闭容器盛水，在地面上静止时水所受单位质量力为多少？封闭容器从空中自由下落时，其单位质量力又为多少？答 :2.1 平衡流体上的作用力表面力按其作用方向可分为两种： 沿表面内法线方向的压力 和 沿表面切向的摩擦力 。 对于处于平衡状态的流体，切向摩擦力为零，只有沿受压面内法线方向的流体静压力。二二 表面力表面力 Force on Surface与表面面积有关而
3、且分布作用在流体表面上的力称与表面面积有关而且分布作用在流体表面上的力称为表面力。为表面力。表面力是由与分离体相接触的其它物体的作用产生的表面力是由与分离体相接触的其它物体的作用产生的针对流体的作用力针对流体的作用力 。2.1 平衡流体上的作用力2.1 平衡流体上的作用力三三 流体静压力及其特性流体静压力及其特性流体静压力是处于平衡状态的流体中的流体质点所受到的应力。平均流体静压强一点流体静压强流体静压力表明：流体静压力的大小是用微元面积乘以面上任何 一点的流体静压强。1、静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向。、静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向。由流体的特性知，流体在平衡状态时只要有切
4、应力作用，流体就会变形，引起流体质点间的相对运动，破坏流体的平衡。流体还不能承受拉力。所以，流体在平衡状态下只能承受垂直并指向作用面的压力。2、静压力的大小与作用面的方位无关。、静压力的大小与作用面的方位无关。流体静压力是各向同性的，它与受压面的方位无关，大小由质点所在的坐标位置确定。2.1 平衡流体上的作用力2.2 流体平衡微分方程式在静止流体中任取一微元六面体，其边长分别为 dx， dy， dz， 坐标的选取如下图。分析 x方向的受力平衡情况：作用于微元体上的质量力在 x方向的投影为 ，设六面体形心处的静压强为 p， 则作用在左面 ABCD上的总压力为作用在右面 EFGH上的总压力为因此作用在该微元体 x方向的表面力为：建立 x方向受力平衡关系式上式除以微元体质量 ，得：同理从 y、 z方向建立受力平衡关系式有：（ 1）上式即为静止流体平衡微分方程，也称欧拉平衡微分方程。将（ 1）中三个方程交叉求导得：（不可压缩均质流体 ）（ 2）（ 2）式表明存在势函数 W（ x、 y、 z） 满足：
