当流体做加减速运动时,只要加速度恒定,其内部就不会发生相对运动。这时如果与流体一起运动,则可以把加速度转化为惯性力,因此这一类问题也属于流体静力学问题。这类问题只有两种:即沿直线的恒加速运动和围绕某一中心的恒速转动。
图1表示了这两种情况下流体内部微团上的压力分布,在这两种运动中,惯性力与重力同时作为体积力发生作用。计算中只要把这两个力进行矢量叠加,再应用欧拉静平衡方程进行求解就行了。
由欧拉静平衡方程可知,沿任一方向压力的变化只取决于沿那个方向的体积力。因此求解具体问题时,沿哪个方向的体积力和深度容易得到,就可以沿哪个方向进行计算,而不必求解完整的欧拉静平衡方程。仿照重力场下液体内部的压力分布公式,重力和惯性力共同作用下的液体内部任一点的压力为
式中:𝒉为沿加速度𝒂方向从自由液面到该点的距离。
这里的加速度𝒂并不一定指的是总的加速度,而是指沿任何方向的加速度。如图2所示,水中一点处的压力可以使用欧拉静平衡方程沿任何方向和路径积分来求解,结果都是一样的,这直接来源于压力与方向无关的特性。
图3表示了一种典型的流体静力学问题,当水箱沿斜面下滑时,水箱受到重力、支撑力和摩擦力三者的共同作用。如果摩擦力与重力沿斜面的分力平衡,则水箱静止或匀速下滑,这时其内部的水只受重力作用,水面是水平的。如果水箱与斜面间无摩擦力,则水箱自由下滑,这时沿斜面方向无体积力的作用,水面是平行于斜面的。对于最一般的有摩擦的情况,水面介于上述两种情况之间。