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1.4 作用在液体上的力
如前所述,影响液体运动的外因,是作用在液体上的力。作用在液体上的力,按其物理性质来看,有重力、惯性力、弹性力、摩擦力、表面张力等。为便于分析液体平衡和运动的规律,又可按力的作用方式分为表面力和质量力两大类。
1.4.1 表面力
表面力是作用于液体的表面,并与受作用的表面面积成比例的力。例如流动液体的内摩擦力,边界对液体的反作用力;一部分液体对相邻的另一部分液体(在接触面上)产生的水压力都属于表面力。
表面力的大小除用总作用力来度量以外,也常用单位面积上所受的表面力(即应力)来度量。若表面力与作用面垂直,此应力称为压应力或压强。若表面力与作用面平行,此应力称为切应力。
1.4.2 质量力
质量力是指通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的,其大小与液体的质量成比例的力。如重力、惯性力就属于质量力。在均质液体中,质量力和体积成正比,故质量力又称为体积力。质量力是矢量力,其方向与加速度方向一致。
质量力除用总作用力来度量外,还常用单位质量力来度量。单位质量力是指作用在单位质量液体的质量力。若有一质量为m的均质液体,作用于其上的总质量力为,则所受的单位质量力为
例如,某容器内盛有静止液体,液体质量为m,则该液体所受到的总质量力大小为F=mg,方向与重力加速度方向一致,铅垂向下;而该液体所受到的单位质量力大小为,方向仍与重力加速度方向一致,铅垂向下。