打字猴:1.700983492e+09
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1700983494 例2 在某参考系(惯性系或非惯性系)中处于静止状态的流体,密度处处相同,且仅受保守性的体分布力,试导出r处压强p(r)与势能密度(单位体积内含的势能)εp(r)间的关系,并给出一个算例.
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1700983496 解 流体内取图6-11所示dV=dxdydz小体元,所受体分布力dF需与压强形成的压力平衡,即有
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1700983504 图 6-11
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1700983506 体分布力的力密度即为
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1700983511 式中 是哈密顿算符,已在(3.33)式中引入.
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1700983513 将流体密度记为ρ,在r处的∆V小体元内的流体质量为∆m=ρ∆V,所受保守性体分布力∆F=f∆V与势能∆Ep(r)间的关系为
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1700983518 引入势能密度
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1700983523 可得
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1700983528 ①②式联立,即得
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1700983533 考虑到算符 内含的微商运算会丢失可能有的常量差,宜将p(r)与εp(r)之间的关系表述为
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1700983538 式中p0为待定常量.
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1700983540 算例 盛放在桶内的液体随桶绕着中央竖直轴以恒定的角速度ω旋转,以桶为参考系,设置图6-12所示的Oxyz坐标系.以z=0为重力势能零点,(x,y,z)处液体的势能密度为
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