鐵路運輸工作技術計劃

[拼音]：shuijinglixue

[英文]：hydrostatics

研究液體靜止狀態下的力學規律及其在工程中的應用，是水力學中首先發展的一個分支。

靜止狀態是指液體內部質點間無巨集觀運動，因而不表現粘滯性的影響，不存在剪下力和拉力，只有壓力。單位面積上的壓力稱為指定面積的平均壓強。若包含某點的面積趨於無限小時，則此無限小面積上的壓力和麵積之比的極限，稱為該點的壓強，以P表示。

研究液體內部壓強的空間分佈是水靜力學的中心任務。由此可求得液體作用於工程構築物固體壁上的壓力，為構築物的穩定性及強度計算提供依據。

壓強在空間的分佈

由於靜止液體中無剪下力，則某點壓強的大小與面的方位無關，即空間內任一點處有唯一的壓強值。靜止液體中的兩點間的壓強差等於液體單位體積重量（即重度 γ）與該兩點鉛垂高度差 (Δh)的乘積(

)。

在靜止流體（液體或氣體）中取一微小六面體為隔離體，考慮其所受外力的平衡，得描述壓強分佈的普遍規律

dP＝ρ(Xdx+Ydy+Zdz)式中ρ為密度；X、Y、Z為在座標x、y、z方向上單位質量的質量力。

由上式可知，空間各點壓強相等的面(稱為等壓面)的法線方向與質量力的方向一致。例如，當流體的質量力僅為重力時，等壓面為水平面；當質量力除重力外，尚有繞容器縱軸作等角速旋轉的離心力時，等壓面為拋物面。

平面和曲面壁上的壓力

將壓強分佈ΔP＝γΔh應用於面積為 A的平面上，可得液體作用在平面壁上的壓力P：

P＝PGA

式中PG為平面面積A的形心G處的壓強。

液體對二向曲面（圖1中的AB）的壓力，可分成水平分力和鉛垂分力。水平分力等於曲面AB的投影平面A′B′上的壓力；鉛垂分力等於曲面 AB以上至水面所形成體積 ABCD中液體的重量。體積ABCD稱為曲面AB的壓力體。

浮力

船舶、沉箱、浮橋等浮體在液體中的曲面ACB，可分為AC和BC兩部分(圖2)。兩部分所受液體壓力的水平分力，因大小相等、方向相反而相互抵消。曲面ACB的鉛垂分力為壓力體的液重，即排開液體的重量，其方向向上，此力稱為浮體的浮力。