Гидростатика

(от Гидро... и Статика)

        раздел гидромеханики, в котором изучаются равновесие жидкости и воздействие покоящейся жидкости на погруженные в неё тела. Одна из основных задач Г.— изучение распределения давления в жидкости. Зная распределение давления, можно на основании законов Г. рассчитать силы, действующие со стороны покоящейся жидкости на погруженные в неё тела, например на подводную лодку, на стенки и дно сосуда, на стену плотины и т.д. В частности, можно вывести условия плавания тел на поверхности или внутри жидкости, а также выяснить, при каких условиях плавающие тела будут обладать устойчивостью, что особенно важно в кораблестроении. На законах Г., в частности на Паскаля законе, основано действие гидравлического пресса, гидравлического аккумулятора, жидкостного манометра, сифона и многих др. машин и приборов.

         Если покоящаяся тяжёлая жидкость имеет свободную поверхность, во всех точках которой внешнее давление равно р₀, то давление жидкости на глубине h равно:

         p=p₀+ρgh,

         т. е. давление на глубине h равно внешнему давлению, сложенному с весом столба жидкости, высота которого равна h, а площадь основания равна единице (ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения). Свойства давления, выражаемые этой формулой, используются в гидростатических машинах (в гидравлическом прессе, гидравлическом аккумуляторе и др.). Один из основных законов Г. — Архимеда закон определяет величину подъёмной силы, действующей на тело, погруженное в жидкость или газ. Часто встречаются случаи, когда жидкость движется вместе с сосудом так, что по отношению к сосуду она покоится. На основе законов Г. можно определить форму поверхности жидкости в таком сосуде, например во вращающемся. Поскольку поверхность жидкости всегда устанавливается таким образом, чтобы сумма всех сил, действующих на частицы жидкости, кроме сил давления, была нормальна к поверхности, в цилиндрическом сосуде, равномерно вращающемся вокруг вертикальной оси, поверхность жидкости принимает форму параболоида вращения. Так же обстоит дело в океанах — поверхность воды не является в точности шаровой, а несколько сплюснута к полюсам. Этим же в какой-то степени объясняется сплюснутая к полюсам форма самого земного шара. Т. о., законы Г., позволяющие определить форму поверхности равномерно вращающейся жидкости, важны в космогонии (См. Космогония).

         Лит.: Элементарный учебник физики, под ред. Г. С. Ландсберга, 6 изд., т. 1, М., 1968; Хайкин С. Э., Физические основы механики, М., 1962, гл. 15.