为什么液体在同一深度压强相等

为什么液体在同一深度压强相等

引用

新浪网

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https://edu.iask.sina.com.cn/jy/iMPgb2TS9N.html

液体在同一深度各方向的压强为什么相等？这个问题看似简单，实则涉及流体力学中的核心概念。本文将从牛顿流体的定义出发，通过分析液体微元的受力情况，为您揭示这一物理现象背后的科学原理。

这个问题其实比较复杂，严格的证明需要用到张量等一些高等数学的工具。只能简单地说说。“液体内部同一深度各方向压强相等”这个结论，只有在牛顿流体中才成立。什么是牛顿流流体呢，就是液体内部相互之间只有正压力，不存在切向力。也就是说液体没有粘度，上半部分的液体不会给下半部分的液体施加水平方向上的力，同样，左边的液体也不会给右边的液体施加竖直方向上的力。这是个基本假设。实际上自然界不存在真正的牛顿流体，但像水之类的粘度比较小的液体可以看成是牛顿流体。

在牛顿流体的基本假设下，我在液体内部取一个微元，这个微元受哪些力呢，自然受到了六个方向上的正压力，而没有切向方向的受力。由于液体是静止的液体，因此水平方向的压力要相互平衡，竖直方向的压力要和这个微元的重力平衡。

不仅如此，这些力还有个条件，比如水平方向上的力，两个相互平衡的力会使水的微元有向另一个方向拉伸的趋势，因为它没有切向力平衡。所以在拉伸方向上必须有另一对平衡力。而根据水的各向同性，这两对平衡力必须要等大，否则要么就不满足平衡条件，要么水就是各向异性。竖直方向也同理。

云去云来 2024-06-21 16:22:42