Str 007

HYDRAULIKA

Część mechaniki zajmująca się płynami, czyli cieczami i gazami, nosi nazwę mechaniki płynów. Obejmuje ona zarówno rozważania teoretyczne, bazujące na matematycznym zapisie podstawowych praw mechaniki, jak również dane uzyskane w drodze doświadczeń. Pojęcie hydrauliki tradycyjnie obejmuje elementy mechaniki płynów znajdujące zastosowanie w praktyce technicznej.

Zgodnie z programem przedmiotu niniejsza część skryptu zawiera jedynie wybrane zagadnienia, z którymi może się zetknąć inżynier budowlany w działalności zawodowej. Tak więc, obejmuje ona hydrostatykę, obliczenia przepływów w przewodach zamkniętych i kanałach, wypływ z otworów i przez przelewy, przepusty i pod mostami oraz elementy ruchu wód gruntowych.

1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE

1.1. SIŁY DZIAŁAJĄCE NA CIECZE

Wszystkie siły, jakie mogą działać na ciecz, dzielimy na dwie grupy: siły masowe i siły powierzchniowe.

Sity masowe związane są z masą ciała. Działają one na każdą cząstkę i są do niej „przyczepione”. Wielkość sił masowych jest więc proporcjonalna do masy cieczy.

W rozważaniach operujemy pojęciem jednostkowych sił masowych. Jest to stosunek siły masowej do masy ciała, na które ona działa. Jednostkowa siła masowa ma więc miano przyspieszenia, nie należy jednak utożsamiać tych pojęć, bowiem przyspieszenie jest pojęciem kinematyki, związanym z ruchem niejednostajnym, a jednostkowa siła masowa stanowi element dynamiki.

Przykładami sił masowych są: ciężar ciała, siła bezwładności, siły elektromagnetyczne itp.

Drugą grupę sił stanowią siły powierzchniowe. Są to siły występujące na powierzchniach przeprowadzonych w cieczy lub ją ograniczających. Ich wielkość jest proporcjonalna do pola tych powierzchni i nie związana bezpośrednio z masą cieczy. Każdą siłę powierzchniową (wektor) można rozłożyć na

7