Определить силу давления воды на сегментный щит радиусом R
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Определить силу давления воды на сегментный щит радиусом R = 1,2 м и шириной В = 4 м. Найти направление и точку приложения этой силы, если ось вращения щита лежит на уровне свободной поверхности воды, а центральный угол равен φ = 60о.
Ответ
Величина результирующей сил гидростатического давления, действующих на затвор равна 22,4 кН, а направлена она под углом 18,6о вверх и вправо.
Решение
Найдём глубину воды перед затвором:
Толщина затвора, или расстояние по горизонтали между его верхней и нижней точками:
У криволинейной поверхности будет 2 составляющие результирующей гидростатического давления: Fx – горизонтальная, Fz – вертикальная. Суммарная сила гидростатического давления на криволинейную поверхность:
F=Fx2+Fz2
а направление этой силы определяется углом наклона к горизонту β:
tgβ=FzFx
Величина горизонтальной составляющей суммарного давления не зависит от кривизны поверхности и равна площади проекции этой поверхности на вертикальное сечение, умноженное на гидростатическое давление в центре тяжести этой поверхности
. В нашем случае проекцией будет прямоугольник, тогда горизонтальная составляющая:
hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности затвора, для прямоугольной проекции затвора:
Величина вертикальной составляющей суммарного давления равна весу жидкости в объёме тела давления