Лекция 2. Механика сплошных сред. Лекции. В.А.Алешкевич, Л.Г.Деденко, В.А.Караваев (Физический факультет МГУ) Издательство Физического факультета МГУ

Механика сплошных сред. Лекции.

Лекция 2

Жидкость и газ в состоянии равновесия. Условия равновесия. Распределение давлений в жидкости, находящейся во внешнем поле. Плавание тел. Распределение плотности и давления в атмосфере. Воздухоплавание. Центрифугирование.
Под действием внешних сил в жидкости и газах, как и в твердых телах, могут возникать внутренние напряжения. Рассматривая их как сплошные среды, мы отметим, что жидкости, не имея определенной формы, сохраняют практически неизменным свой объем. Газы же не имеют ни определенной формы, ни фиксированного объема.
В жидкости (далее этот термин будет использоваться и для газов, за исключением только отдельно оговариваемых случаев) силы сцепления между молекулами малы, и жидкость не оказывает сопротивления растяжению Однако при сжатии силы отталкивания между молекулами могут быть весьма значительными. По этой причине говорят не о растягивающих напряжениях , а о давлениях , как об отрицательных (сжимающих) напряжениях. Совокупность давлений p_ij, действующих на площадки, ограничивающие элемент жидкости, называется тензором давлений.
Опыт показывает, что в покоящейся или медленно движущейся жидкости тангенциальные давления p_ij (i\ne j), связанные с вязкостью жидкости, отсутствуют. В этом можно убедиться, заставив, например, массивное тело, плавающее на поверхности жидкости, перемещаться вдоль поверхности под действием сколь угодно малой силы. В этой ситуации касательные напряжения, передаваемые от верхнего (увлекаемого телом) слоя к нижним слоям жидкости, пренебрежимо малы.