水力学(下册)(第二版)
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1.5 作用在液体上的力

作用在液体上的力可以分为表面力和质量力。

1.5.1 表面力

表面力作用在被研究液体的表面上,其大小与受作用面积成正比。表面力又分为作用在液体表面上的法向力(常称为压力)和切向力(常称为摩阻力)两种。单位面积上的法向压力称为压强,以p表示。单位面积上的切向力称为切应力或者摩阻应力,以τ表示。图1.5.1表示的是作用在液流中所取分离体A上的表面力。

图1.5.1

图1.5.2

1.5.2 质量力

质量力作用在液体的每个质点上,其大小与液体的质量成正比。对于均质液体,质量力的大小与受作用液体的体积成正比,这时的质量力又称为体积力。

最常遇到的质量力是重力和惯性力。当液体作直线加速度运动时,惯性力是达朗伯力F1=-ma。当液体作曲线运动时,惯性力是离心力。注意:惯性力的方向总与加速度的方向相反,如图1.5.2所示。

作用在单位质量上的质量力称为单位质量力,设质量力为F(Fx,Fy,Fz),单位质量力为f(X,Y,Z),则

单位质量力在x、y、z轴上的分量为

单位质量力的单位与加速度的单位相同,为m/s2

当质量力只有重力且取z轴向上为正时,则单位质量力X=Y=0,Z=-g。