TĨNH học lưu CHẤT (cơ lưu CHẤT SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Lưu chất trạng thái đứng yên hay chuyển động chuyển động tương đối phần tử  Không có ứng suất tiếp  Lực mặt tác dụng áp lực Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT ÁP SUẤT TẠI ĐIỂM  p suất lực pháp tuyến đơn vị diện Fntích dF p  lim  n A  A dA  Giá trị áp suất điểm lưu chất đứng yên không phụ thuộc hướng đặt diện tích chịu lực px = py = pz  Giá trị áp suất phụ thuộc tọa độ điểm: p= f(x, y, z) với diện tích chịu lực  p suất thẳng góc  pvào suất cótrong giá trị dương tương ứng hướng bên diện tích  Giá trị với ứng suất pháp (hướng vào áp suất điểmnén lưu chất đứng diệnphụ tích chịu lực) yên không thuộc hướng đặt diện tích Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT ÁP SUẤT TẠI ĐIỂM (tt) Thứ nguyên: [p] = FL-2 Đơn vị: Hệ SI: N/m2 = Pa Hệ khác: bar = 105 Pa at = 98100Pa atm = 105 Pa m nước = 9810 Pa = 0,1at mm Hg = 133,32 Pa Hệ Anh- Mỹ: lbf/ft2 ; lbf/inch2 Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TĨNH HỌC LƯU CHẤT z p x   p  y z x   p z    p  x y z   y x z  p x  p    y z o x   y p z   p    x y x z   Phần tử lưu chất áp lực tác dụng theo phương x z Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TĨNH HỌC LƯU CHẤT     dF adm ad axyz Định luật Newton II:      dF dFB  dFS  Lực khối (trọng lực, lực quán tính )   Lực mặt (áp  lực, lực ma sát ) dFB F  xyz  F Lực khối   ( lực khối tác dụng lên F g đơn vị khối lượng lưu chất Nếu lực khối trọng lực )  Lực mặt  áp lực Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TĨNH HỌC LƯU CHẤT (tt) p z   z p x   p    y z x     p  x y z   y x z  p x  p    y z o x   y p x  p x    dFSx  p   y  z  p  p z   x yz  xxy2  x  p    z   p  xyz x  p  p  p   dFS   i j  k  xyz  p xyz y z   x Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TĨNH HỌC LƯU  (tt) CHAÁT dFB F  xyz  p  p  p   dFS   i j k  xyz  p xyz x y z       dF adm ad axyz Tónh a =   F xyz   p  xyz  0 grad p Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TĨNH HỌC LƯU CHẤT (tt) lực khối tác dụng trọng lực  p   F   x  x 0 g  p a 0      1 p F  p a 0  Fy  0  y          p Lực khối Lực mặt F  0  z  z  tác  áp lực dụng tác dụng lên lên đơn đơn vị vị khối khối lượng l/c lượng l/c Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT TĨNH TUYỆT ĐỐI 1) Lưu chất tónh so với hệ trục gắn liền với trái đất 2) Lực khối tác dụng trọng lực 3) Trục z thẳng đứng hướng leân   PB treân z B g  p a 0  hAB = zB – zA zB PA A zA y x  p g dp  g   dz Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Lực đẩy (tt) khí cầu xem Ví dụ 7.Archimède Một khinh Fz hình cầu có đường kính D = 50ft ° GKn (15,24m), trọng lượng vỏ bóng nặng 600lbf (2668,8N) Xác định nhiệt độ không khí nóng bên để khinh Gv khí cầu bay Không khí bên 15oFC,= 1,23kg/m xem không khí G kn  G v z khí lý tưởng Gv kk  cc kn   G v   kn  kk  1,08 kg m 3 g D p kn p kk  R  kn Tkn  kk Tkk  1,23 p kn p kk  Tkn Tkk  kk (273  15)  328o K 55o C  kn 1,08 Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Lực đẩy (tt) Ví dụ 8.Archimède Một bình có thành mỏng đường kính 1m, khối lượng 90kg có mặt hở úp ngược vào bể nước Tại mặt hở có treo khối sắt đặc có khối lượng riêng 7840kg/m3 Không khí bình trạng thái nén đẳng nhiệt, áp suất khí trời 1at Xác định: a) áp suất dư p khí bình b) thể tích khối sắt bình L khí 0,6m 3m nươ ùc Dây cáp Khối sắt Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT bình Lực đẩy  L  Archimède (tt) (tổng  F 0 ngoại lực bình + khối sắt): khí p.A  Fz G b  G s 3m p.A  n s G b  s s (1)  Quan hệ áp suất thủy tónh: p p a  n  L  0,6  0,6m nươ ùc (2) Dây cáp p a 3.A  p  p a .A.L (3) Khối sắt  Phương trình khí nén:  2 ;  3  L2  9,4L  30 0 p a 0  L 2,517 m ; p 18,81KPa (1)  Fz n  G b  G s  p.A G b  s g  p.A   0,207 m Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Tính ổn định vật cân lơ lửng lưu chất quay G G Fz C D C D D C Fz Fz G Fz G C D Phiếm định Fz C cao D Không ổn định quay D C G C thấp D Ổn định Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Tính ổn định vật  Nếu C thấp D: vật cân ổn định  Nếu C cao D:  C thấp M (MD > CD) : cân ổn I0 định MD   C cao M (MD < ccCD) : cân không ổn định M: tâm định khuynh I0: momen quán tính mặt trục qua gốc O Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Tính ổn định vật (tt) Mặt G C D Fz C D Fz C thấp M G C Mặt M G quay Ổn quay định O D Fz C cao M Không ổn định G C M D Fz Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Chất lỏng bình chuyển động thẳng  a a z  ax z y x F  p       g  a   p 0     p   a x x p   g  a z  z dp  a x dx   g  a z  dz p  a x x   g  a z  z constant ax x z  C g  az Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Chất lỏng bình chuyển động thẳng (tt) Nếu chuyển động ngang: ax = a  a p   a x   g z  constant a z  x  C g z a x Nếu chuyển động đứng: az = a p   g  a  z  constant Chú ý: g=9,81 a >0 hay a : vật vừa chìm xuống, vừa theo hướng ly tâm Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT z 0,5m Ví dụ 10: Một bình kín A (rộng 2m) chứa đầy nước chuyển động nhanh dần theo phương 1m ngang theo chiều hình vẽ (gia tốc a=2m/s2) Nếu B E có lổ nhỏ Xác định áp suất A B p E p a 0 áp lực tác dụng lên p  AB a x  g z constant mặt đứng 0,6 E m x Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT A z 0,5m 0,6 E m 1m x B p E p a 0 p A  a x A  g z A p E  a x E  g z E  p A a  x E  x A  1000 2 0,5 1000Pa p A  a x A  g z A p B  a x B  g z B  p B p A  gh AB 1000  1000 9,811 10810Pa Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT A z 0,5m 0,6 E m 1m x B Trên mặt AB áp suất phân bố theo qui luật thủy tónh: p  g z constant Neân F pA  pB 1000  10810 ab  1 2 23,6KN 2 Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT Ví dụ 11: Ba ống nhỏ đường kính cao H = 1m nối với hình vẽ, chứa nước đến độ cao h = 0,5m Biết a = 0,4m Xác định chiều cao nước ống ống quay quanh trục z với vận tốc  = 2rad/s  z 3a a h3 h1 h2  H h r Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT 2 r z C 2g z 3a a h3 h1 h2  H h r  2 a C  h1  2g   h2 0  C  2    a  h  C  2g L/c không nén: h1  h2  h 3h 102 a  3h2 3h  2g  h1 0,424m ; h2 0,391m ; h3 0,685m ... Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT ÁP LỰC THỦY TĨNH lên bề mặt chìm lưu chất trị(suất)   giá  Lựctác dụng  phương, chiều   điểm đặt lực(tâm áp lực)  Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT ÁP LỰC THỦY TĨNH lên... điểm chất lỏng Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT TĨNH TUYỆT ? ?Lưu chất không nén:  = const ĐỐI(tt)  Mặt đẳng áp  mặt nằm ngang Mặt phân chia lưu chất mặt đẳng áp Mặt đẳng áp mặt đẳng nhiệt Chương TĨNH... khối tác dụng lên F g đơn vị khối lượng lưu chất Nếu lực khối trọng lực )  Lực mặt  áp lực Chương TĨNH HỌC LƯU CHẤT PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN TĨNH HỌC LƯU CHẤT (tt) p z   z p x   p   