壓力體

壓力體

由於液體重量產生對物體表面壓力的體積稱為壓力體。如圖所示,壓力體又分為實壓力體(左圖)與虛壓力體(右圖)。實壓力體產生的壓力是垂直向下作用於物體表面的;而虛壓力體產生的壓力是鉛垂向上作用於物體表面的。

簡介

水力學中,以曲面為底直至自由表面間鉛錘液柱的體積。壓力體由如下諸面圍成:①所論曲面;②過曲面周界上一切點的鉛垂線所構成的曲面;③與液面重合的水平面。若壓力體實際上充有液體,則該鉛直分力的方向向下。

詳解

壓力體就是以受壓曲面本身、過受壓曲面四周向自由水面引的鉛垂面以及自由水面或其延伸面等三種面圍成的體積叫壓力體。壓力體與受壓面在同一側的叫做實壓力體,水壓力向下;壓力體與受壓面不在同一側的叫做虛壓力體,水壓力向上。

例如:一個圓球浸沒在水中,球心為O,上半球面AEB(E在球頂),下半球面AFB(F在球底)。按壓力體的概念,上半球面AEB的壓力體就是上半球面和水面之間水柱,是實壓力體,壓力向下;下半球面AFB的壓力體就是下半球面和水面之間柱體 ,是虛壓力體,壓力向上。二者抵消後剩下的是一個球體,而且是虛壓力體,水壓力向上,這個壓力體乘以水的密度,再乘以重力加速度就是球在水中的浮力。

確定壓力體的一般方法:  1)首先取自由液面或其延長線;

2)其次取曲面本身;

3)再將曲面兩端向自由液面(或其延長線)投影,得到兩根投影線

4)以上四根線將圍出一個或多個封閉體積,這些體積在考慮了力的作用方向後的矢量和就是所求的壓力體。

壓力體 壓力體

舉例  例如右圖的複雜二向曲面,套用上述方法,先取液面,再取曲面本身, 最後從曲面兩端點向液面引兩根投影線。

可以看到,所圍成的封閉體積共有3 個,且可以判

斷出各個封閉體積的受力方向。於是,得到壓力體,如右圖所示。

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