流体表面力公式解释

作用在流体上的力，按其物理性质可以分为惯性力、重力、弹性力、粘滞力以及表面张力等。按其作用方式，又可以分为质量力和表面力两种。

2.3.1　质量力

质量力是作用于流体的每一个质点上，并与被作用的流体的质量成比例的力。在均质流体中，因质量与体积成正比，则质量力必然与流体体积成正比，所以又称为体积力。由于质量力无需接触就可以同时作用于流体的每一个质点，故也称为超距力。流体力学中常遇到的质量力有惯性力和重力。

根据质量力的特征，可以用单位质量流体所受的质量力即单位质量力来表征。设流体的质量为m，流体所受到质量力为F，则单位质量力f为

式中:Fx、Fy、Fz——质量力F的分量;

fx、fy、fz——单位质量力f的分量，单位质量力f的单位是m/s2，与加速度的单位相同。

2.3.2　表面力

表面力是作用于流体的表面上，并与被作用的表面面积成比例的力。这种力是由其周围的流体或固体所施加的，并通过与接触面直接接触发生作用，故又称为接触力。表面力按其作用方向可以分解为，沿作用面法线方向的分力，称为压力P;沿作用面切线方向的分力，称为切力T。由于一般认为流体不能承受拉力，故沿法线方向的分力只有沿内法线方向的压力。静止流体中不存在切力。

根据表面力是连续分布的特点，可以用单位面积所受的表面力即应力来表示。与压力P和切力T相对应，有压应力p和切应力τ。在被作用的表面上某点的压应力p和切应力τ可以分别由以下两式定义

式中ΔP、ΔT分别为作用在微小面积ΔA上的压力和切力。图2-3给出了作用于微小面积上的压力。压应力一般称为压强。压强和切应力的单位为N/m2，即Pa。

图3-3　作用于微小面积上的压力