空氣靜力學指的是研究氣體靜止時的現象以及相關力學行為的科學。
基本介紹
- 中文名：空氣靜力學
- 外文名：aerostatics
- 簡介：屬流體靜力學
- 研究對象：靜止的氣體
- 基本方程：dV = dx·dy·dz
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基本概念
空氣靜力學研究氣體靜止時的現象以及相關力學行為的科學。這樣的現象和行為可以用數學表達式來表述，稱為流體靜力學基本方程式。
研究在重力作用下，氣體和浸沒在氣體中的固體的平衡規律的科學。空氣力學的分支學科。它以空氣或其他氣體以及浸沒其中的氣體介質中的物體為研究對象。
研究對象及內容
①研究空氣或其他氣體的力學平衡；
②研究浸沒在氣體介質中的物體的平衡。空氣靜力學有著廣泛的套用。某些氣象狀態、氣球和飛艇的飛行都是以空氣靜力學原理為基礎的。
在許多問題研究中，因研究對象受空氣靜力的控制、而不必考慮某些運動，如大氣，雖然由於風和湍流屬於大氣運動，但在壓力和密度關係上仍然依據空氣靜力學原理進行研究。
基本方程
由於靜止液體中無剪下力，則某點壓強的大小與面的方位無關，即空間內任一點處有唯一的壓強值。靜止液體中的兩點間的壓強差等於液體單位體積重量(即重度γ)與該兩點鉛垂高度差 (Δh)的乘積。
dV = dx·dy·dz
流體靜力學示意圖
流體靜力學示意圖密度為 ρ，上表面壓強為 p(y)。下表面壓強為（方向相反） p(y) + dp.
dP=ρ(fxdx+fydy+fzdz)
由上式可知，空間各點壓強相等的面(稱為等壓面)的法線方向與質量力的方向一致。
當物體淹沒於靜止液體之中時，作用於物體上的靜水總壓力，等於該物體表面上所受到靜水壓力的總和。作用在淹沒物體上的靜水總壓力只有一個鉛垂方向上的力，其大小等於該物體所排開的同體積的水重。P=ρgV
一切浸沒在液體中或漂浮在液面的物體，除受重力G作用外，還受到液體上浮力FB的作用。
重力的作用線通過重心而鉛垂向下，浮力的作用線通過浮心而鉛垂向上。
創始人
阿基米德是古希臘著名數學家和物理學家。出生於西西里島敘拉古一貴族之家。自幼熱愛學習，並曾去亞歷山大里亞求學，師事歐幾里得的門徒柯農，學習哲學、數學、天文學、物理學等多科知識。返敘拉古後，專事科學研究，在繼承歐幾里得學識基礎上，注重數學在實際中的套用，發展並加深了著名的窮竭法。在世界上首次提出計算圓周率的科學方法。把數學和力學、機械學的研究結合在一起，創造了槓桿，並套用於實際。埃及人從泥羅河汲水澆地的螺旋提水器，就是一例。他建立了流體靜力學，提出著名的阿基米德原理。在第二次布匿戰爭中，敘拉古利用他的發明創造，重創羅馬軍。公元前212年，羅馬軍隊統帥在攻陷敘拉古城之後，召請阿基米德，他要求士兵容他做完幾何題再去，被一士兵揮劍砍死，時年七十五歲。後世的數學家尊其為“數學之神”，物理學家亦對他推崇備至。
套用
空氣靜力學的在實際當中的套用十分廣泛。工程、水利等方面的作用尤其明顯。
