1tom - 0407.htm
465
ляющим определить условия устойчивого и неустойчивого равновесия плавающих тел, как надводных, гак и подводных (см. Остойчивость). На законе Архимеда основаны приборы для измерения плотности жидкостей ≈ ареометры. Ф-ла (2) позволяет рассчитывать суммарные силы и моменты, возникающие при действии гидростатич. давления на плотины, стенки каналов и шлюзов, подводных сооружений и аппаратов, сосудов с жидкостью.
Рассматриваемые в Г. ур-ния относит, равновесия несжимаемой жидкости в поле сил тяжести (относительно стенок сосуда, совершающего движение по пек-рому известному закону, напр, поступательное или вращательное) дают возможность решать задачи о форме свободной поверхности и о плескании жидкости в движущихся сосудах ≈ в цистернах для: перевозки жидкостей, топливных баках самол╦тов и ракет и т. пм а также в условиях частичной или полной невесомости на космич. летат. аппаратах. При определении формы свободной поверхности жидкости, заключ╦нной в сосуде, кроме сил гидростатич. давления, сил инерции и силы тяжести необходимо учитывать поверхностное натяжелие жадности. В случае вращения сосуда вокруг Бортик, оси с пост. угл. скоростью свободная поверхность принимает форму параболоида вращения, а ь сосуде, движущемся параллельно горизонтальной плоскости поступательно и прямолинейно с пост, ускорением а, свободной поверхностью жидкости является плоскость, наклон╦нная к горизонтальной плоскости под углом «≈arclg(a/#).
Лит. СМ. при Ст. Ги()-роа.?ромехаиика. С, Л. Вишневецкий.
ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ПАРАДОКС ≈ явление, заключающееся в том, что вес жидкости, налитой в сосуд, может отличаться от давления жидкости на дно сосуда. Так, в расширяющихся кверху сосудах сила давления на дно меньше веса жидкости, а в суживающихся ≈ больше. В цилиндрич. сосуде обе силы одинаковы. Если одна и та же жидкость налита до одной и той же высоты в сосуды разной формы, по с одинаковой площадью дна, то, несмотря на разл. вес налитой жидкости, сила давления па дно одинакова для всех сосудов и равна весу жидкости в цилиндрич. сосуде. Это следует из того, что давление покоящейся жидкости зависит только от глубины под свободной поверхностью и от плотности жидкости. Объясняется Г. п. тем, что, поскольку гидростатич. давление всегда нормально к стенкам сосуда, сила давления па наклон╦нные стенки имеет вертикальную составляющую, к-рая компенсирует вес излишнего против цилиндра объ╦ма жидкости в расширяющемся кверху сосуде и вес недостающего против цилиндра объ╦ма жидкости в суживающемся кверху сосуде. Г. п. обнаружен Б. Паскалем (В. Pascal) в 1(354.
ГИДРОФИЗИКА ≈ наука о физ. свойствах водной оболочки Земли ≈ гидросферы и происходящих в ней процессах. Г- изучает молекулярную структуру воды в тр╦х е╦ агрегатных состояниях, переходы между этими состояниями, механич. и тепловые свойства воды и льда, их акустич., оптич., электрич. характеристики, разнообразные движения водной среды. Г. как раздел геофизики подразделяется на физику вод суши (или гидрологию суши) и физику моря.
Физика вод суши изучает процессы н реках, оз╦рах, водохранилищах, подземных водах, болотах и др, водных объектах на материках. К этим процессам относится, напр., испарение, снеготаяние, замерзание и вскрытие рек и оз╦р, вариации их уровня, сток воды осадков, течение* воды в реках, образование и движение ледников. Физика вод суши да╦т оценку и прогноз состояния и рационального использования материковых водных ресурсов. Она разделяется на по-тамологию (пауку о реках), лимнологию (озероведение), болотоведение, гляциологию (науку о ледниках).
Физика моря рассматривает физ. проблемы, связанные с морями и океанами. Физика моря (океана)
является также одним из разделов океанологии. Она изучает изменения в пространстве и времени тедш-ры, плотности, содержания солей и др. характеристик морской среды, а также ее движений разл. масштабов ≈ точений, вихрей, поверхностных и внутр. волн, турбулентности, звука, к-рые непрерывно взаимодействуют между собой и с разл. внеш. факторами (атм. ироЕН.ч?сы, притяжение Луны и Солнца, движение судов, колебания земной коры и т. д.). В рамках физики моря исследуются также поведение эл.-магн. полон и распространение ал.-маги, волн разл. частот (свет, радиоволн) в воде.
В связи с возросшей важностью исследований Мирового океана физика океана приобрела особое значение и существ, специфику (иногда даже под Г. подразумевают только е╦). Coup. Г. океана изучает состояние океана как сложной нестационарной физ. системы. 1)ти состояние может быть охарактеризовано совокупностью взаимосвязанных физ. величин ≈ гидрофиз. полей, изменяющихся во времени и пространстве, таких, как иоле темп-ры, течений, магн. поле, разл. волновые поля, в т. ч. акустическое и световое, и др. При этом нередко необходимо одновременно знать структуру этих полей как в локальных, так и в глобальных масштабах. Поэтому так важны эксперим. методы изучении гид-рофиз. нолей, к-рые разделяются на контактные и дистанционные. В контактных методах в воду погружаются датчики, измеряющие параметры воды непосредственно в окрестности нахождения прибора. Дистанц. методы позволяют получать информацию о состоянии океана на больших пространствах, вплоть до глобальных масштабов, за достаточно короткое время, пока исследуемая структура не успевает существенно измениться. Они основаны на применении зондирующих полей ≈ акустических, оптических, радиоволн. Так, звуковые IIЧ-волны распространяются на тысячи км в океане; их используют в т. и. акустич, томографии, основанной на измерении задержек сигналов, посылаемых и принимаемых береговыми станциями: это позволяет восстановить распределение скорости звука на больших акваториях. Использование дистанц. зондирования океана сверху ≈ с кораблей, самол╦тов, космич. аппаратов (космич. океанография), включая фотографирование, радиолокацию, при╦м теплового радиоизлучения моря,≈ да╦т обширную информацию о состоянии поверхности моря (спектрах ветрового волнения, нриповерхностных темп.pax и др.). Нек-рые глубинные процессы (течения, внутр. волны) также могут изучаться сверху но их проявлениям на поверхности океана, напр, ло их влиянию на ветровое волнение. Для обработки получаемой информации используются быстродействующие ЭВМ.
Наряду с натурными экспериментами важный раз,. дел Г. океана составляют теоротич. исследовании, а также моделирование океанич. движений в лаб. бассейнах, что позволяет провести количестве] шое исследование отд. процессов с точностью, недоступной в условиях океана.
Совр. Г. океана приблизилась к решению таких сложнейших проблем, как, например, «включение» океана в теорию климата и схемы долгосрочного прогноза погоды.
Лит.; Чеботарев А. И., Общая гидрология (воды суши). Л,, 1960; Физика океана, т. 1 ≈ Гидрофизика ОКСНПА, т. 2 ≈ Гидродинамика океана, под ред. В. М. Каменкопичй и А. С. Монинат М., 1978.
А. В, Гайднов-Грехов, Л. А. Острцвский.
ГИДРОФЙЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ (от греч. hydor ≈ вода и philia ≈ любовь или phobos ≈ боязнь, страх) ≈ характеристики взаимодействия поверхностей в-в (тв╦рдых тел) с молекулами воды. Г. и г.≈ частный случай л и о ф и л ь п о с т и и лиофобности ≈ характеристик взаимодействия веществ с молекулами жидкостей разл. полярности, определяющих степень их смачиваеиости этими жидкостями. Понятие Г. и г. применяют не только к телам,
О
о
е о
471
")
}
