5.Сила давления жидкости на плоскую стенку.
Если твердая плоская стенка АВ с одной стороны соприкасается с жидкостью, а с другой находится под воздействием атмосферного давления, то величина равнодействующей силы давления жидкости (с учетом внешнего атмосферного давления) на смоченную часть твердой поверхности равна:Р =ρg hcп w = pсw , где hсп — расстояние от пьезометрической поверхности до центра тяжести С смоченной части стенки; рс - избыточное давление в центре тяжести, w - площадь смоченной поверхности АВ.
Точка приложения
равнодействующей сил давления называется
центром давления. Она определяется как:
где
- момент инерции плоской смоченной
фигуры относительно горизонтальной
оси (опр. по табл.), проходящей через ее
центр тяжести; yD
, ус - расстояния до центров давления и
тяжести, измеряемые вдоль продольной
оси симметрии (или ее продолжения) фигуры
от пьезометрической поверхности.
6.Сила давления на криволинейные стенки.Закон Архимеда.Плавание тел.
-Результирующая сила давления жидкости на криволинейную твердую стенку Р может быть определена по ее проекциям на оси координат Рх, Ру, Рz, где Рх, Ру – горизонтальные составляющие, - вертикальная составляющая силы давления Р.
Величина горизонтальной составляющей силы давления равна:PГ=рcSB
где SB - проекция криволинейной поверхности на вертикальную плоскость, нормальную к искомой составляющей силы Р,рc – результирующее давление в центре тяжести этой проекции.Сила РГ проходит через центр давления, положение которого определяется аналогично случаю плоских стенок. Линия действия силы Р проходит через точку пересечения линий действия сил РГ и РВ .Линия, действия горизонтальных составляющих силы давления проходит через центры давления соответствующих проекций криволинейной поверхности SB.Вертикальная составляющая силы давления жидкости на криволинейную поверхность может быть найдена из выражения :
PB= ρgVтд,где Vтд – объем «тела давления», образованного криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую поверхность, и соединяющими их вертикальными образующимиЛиния действия вертикальной составляющей РB силы давления проходит через центр тяжести «тела давления». Вертикальная сила давления РB направлена вверх, если этот объем «тела давления» строится со стороны несмоченной части стенки, и вниз - если объем этого тела строится со стороны смоченной части стенки. Объемы некоторых фигур и положения их центров тяжести приведены в таблице.
-Закон Архимеда :Pарх = ρgVЗакон Архимеда: жидкость действует на всякое погруженное в нее тело с силой Pарх, направленной вверх и равной по величине весу жидкости в объеме тела V (или его погруженной части).
-Условия плавания телВсякое погруженное в жидкость тело находится под действием двух сил: силы веса тела G = ρтgV (rт - плотность тела) и равнодействующей сил давления жидкости, называемой архимедовой силой Pарх= ρgV
Могут встретиться три случая:1) когда G > Pарх , тело погружается, так как силы G и Pарх дают равнодействующую, направленную вниз;2)когда G = Pарх, тело плавает в погруженном состоянии; 3)когда G < Pарх , силы, действующие на тело, дают равнодействующую, направленную вверх, которая заставит тело всплывать.