Введение
Гидравлика представляет собой теоретическую дисциплину, изучающую
вопросы,
связанные с механическим движением жидкости в различных природных
и техногенных условиях. Поскольку жидкость (и газ) рассматриваются как
непрерывные и неделимые физические тела, то гидравлику часто рассматривают как
один из разделов механики так называемых сплошных сред, к каковым принято
относить и особое физическое тело -жидкость. По этой причине гидравлику часто
называют механикой жидкости или гидромеханикой; предметом её исследований
являются основные законы равновесия и движения жидкостей и газов. Как в
классической механике в гидравлике можно выделить общепринятые составные
части: гидростатику, изучающую законы равновесия жидкости; кинематику,
описывающую основные элементы движущейся жидкости и гидродинамику, изучающую
основные законы движения жидкости и раскрывающую причины её движения.
Метод анализа бесконечно малых величин - наиболее удобный из всех методов для
количественного описания процессов равновесия и движения жидкостей и газов.
Этот метод наиболее эффективен в тех случаях, когда приходится рассматривать
движение объектов на атомно-молекулярном уровне, т.е. в тех случаях, когда для
вывода уравнений движения приходится рассматривать жидкость (или газ) с
молекулярно-кинетической теории строения вещества. Основной недостаток метода -
довольно высокий уровень абстракции, что требует от читателя обширных знаний в
области теоретической физики и умение пользоваться различными методами
математического анализа, включая векторный анализ.
Метод средних величин - является более доступным методом, поскольку его основные
положения базируется на простых (близких к обыденным) представлениях о строении
вещества. При этом выводы основных уравнений в большинстве случаев не требуют
знаний молекулярно-кинетической теории, а результаты, полученные при
исследованиях, этим методом не противоречат «здравому смыслу» и кажутся
обоснованными. Недостаток этого метода исследований связан с необходимостью
иметь некоторые априорные представления о предмете исследований.
Метод анализа размерностей может рассматриваться в качестве одного из дополнительных
методов исследований и предполагает всестороннее знания изучаемых физических
процессов.
Методом аналогий - используется в тех случаях, кода имеются в наличии детально
изученные процессы, относящиеся к тому же типу взаимодействия вещества, что и
изучаемый процесс.
Экспериментальный метод является основным методом изучения, если другие методы по каким-
либо причинам не могут быть применены. Этот метод также часто используется как
критерий для подтверждения правильности результатов полученных другими методами.
В конечном счёте, метод изучения движения жидкости, а также
уровень изучения (макро или микро) выбирается из условий практической
постановки задач и соотношения характерных размеров. Основным мерилом для этих
характерных размеров может быть длина свободного пробега молекул. Так для
изучения движения жидкости на макро уровне необходимо, чтобы характерные
размеры: L (некоторая
длина) и d (ширина) по
отношению к длине свободного пробега молекул А, находились в соответствии:
|