当外力有势时，在等势面上压强、密度和温度都等于常数，即等势面同时也是等压面、等密度面与等温度面。因为自由面是等压面，它一定也是等势面，于是自由面的形状由方程 V=常数 确定。当外力是重力时 V=gz ，自由面的方程为 z=常数 ，由此可见重流体在静止时，其自由面一定是平面。
