Исходные данные для решения задачи аналогичны данным задачи 2, только наклонная стенка заменена цилиндрической.
Рис. 4.
Найти момент, создаваемый силой гидростатического давления, действующей на криволинейную поверхность.
Ответ
момент, создаваемый силой гидростатического давления на криволинейную поверхность, Мопр=16746 Нм, по направлению действия является удерживающим.
Решение
Находим горизонтальную составляющую силы гидростатического давления по формуле:
Px = ρghcwy , Н,
Где hc – глубина погружения центра тяжести цилиндрической поверхности, которую находим по формуле:
hc = h + (H-h)/2 = 1,1+ (2,5-1,1)/2 = 1,8м.
Теперь вычисляем площадь проекции:
wy=(H-h) x 1=(2,5-1,1)х1=1,4 м2,
горизонтальная составляющая:
Рх=1000х9,81х1,8х1,4=24721 Н,
Находим вертикальную составляющую силы гидростатического давления по формуле:
Py = ρgW , Н,
Где W – объем тела давления, равен площади «тела давления» (см
. Рис.4) помноженной на 1 м.п.
W=(h(H-h)+π(H-h)2/4)хb=(1,1(2,5-1,1)+3,14(2,5-1,1)2/4)х1=3,08м3,
Py = 1000х9,81х3,08 = 30209 Н,
Сила гидростатического давления, действующая на цилиндрическую поверхность, вычисляется по формуле:
P= Px2+Py2= 247212+302092=39035 H.
Угол между направлением действия силы и горизонтальной плоскостью вычисляется так:
Tgβ=Py/Px=30209/24721=1,222; β=50,705º.
Линия действия силы проходит через центр кривизны цилиндрической поверхности