3. Общее уравнение движения сплошной среды
1) Чтобы вывести уравнение движения сплошной среды, воспользуемся снова принципом Даламбера. Для этого выделим некоторую массу жидкости, заключенную в конечном объеме
Пусть
поверхность, ограничивающая этот объем,
ускорение жидких частиц,
плотность среды,
вектор напряженности массовых сил,
напряжение поверхностных сил. Применяя принцип Даламбера для выделенной материальной системы, получаем следующее уравнение:
Преобразуем входящий в это равенство интеграл по поверхности в интеграл по объему при помощи формулы Гаусса — Остроградского
где
Используя равенство (13 и произвольность объема
мы получаем дифференциальное уравнение
(Разумеется, в этом выводе мы предполагали, что все функции, определяющие и характеризующие движение, являются непрерывными функциями координат и имеют соответствующие производные.)
Это уравнение называется уравнением движения сплошной среды в напряжениях. Поскольку при его выводе мы не делали никаких предположений о характере тензора
то уравнение
справедливо для любой сплошной среды.
2) Рассмотрим частный случай идеальной жидкости. Идеальной жидкостью мы условились называть жидкость, в которой отсутствуют касательные напряжения и, следовательно, тензор напряжений имеет вид
, откуда
Итак, если тензор
представляется в форме
, то мы получаем уравнения Эйлера:
которые вместе с уравнением неразрывности
для несжимаемой жидкости
образуют замкнутую систему четырех уравнений относительно четырех неизвестных: компонент вектора
и давления