5. Равновесие однородной несжимаемой жидкости под воздействием силы тяжести
Это равновесие описывается уравнением, которое называется основным уравнением гидростатики.
Для единицы массы покоящейся жидкости
Для любых двух точек одного и того же объема, то
Полученные уравнения описывают распределение давления в жидкости, которая находится в равновесном состоянии. Из них уравнение (2) является основным уравнением гидростатики.
Для водоемов больших объемов или поверхности требуется уточнения: сонаправлен ли радиусу Земли в данной точке; насколько горизонтальна рассматриваемая поверхность.
Из (2) следует
p = p0 + ρg(z – z0), (4)
где z1 = z; p1 = p; z2 = z0; p2 = p0.
p = p0 + ρgh, (5)
где ρgh – весовое давление, которое соответствует единичной высоте и единичной площади.
Давление р называют абсолютным давлением pабс.
Если р > pабс, то p – pатм = p0 + ρgh – pатм – его называют избыточным давлением:
pизч = p < p0, (6)
если p < pатм, то говорят о разности в жидкости
pвак = pатм – p, (7)
называют вакуумметрическим давлением.