4 Хід виконання роботи:

1 Вирішити завдання по темі “Основне рівняння гідростатики. Закон Архімеда”.

2 Хід рішення задачі повинен обов'язково супроводжуватися поясненням.

3 Необхідно записувати одиниці вимірювання величин, що характеризують основні властивості рідини, вміти переводити несистемні одиниці виміру в систему СІ.

Завдання №1:

Обчисліть різницю тиску у резервуарах А і В (рисунок 2.4), заповнених водою. Різниця рівнів ртуті в диференціальному манометрі h=..мм. Питома маса ртуті , води .

Рисунок 2.4 − Манометр

Завдання №2:

Закритий резервуар заповнено водою до висоти h₂=…см а вище – до висотия h₁=..см, – маслом з питомою масою .

Визначити повний тиск на поверхні масла, якщо рівень ртуті в трубці (рисунок 2.5) нижчий від рівня масла в резервуарі на h=...см.

Рисунок 2.5 – Закритий резервуар

Завдання №3:

В U-подібну трубку налито воду і бензин (рисунок 2.6). Визначити питому масу бензину, якщо h_б=…мм, h_в=…мм.

Рисунок 2.6 – Скляна U-подібна трубка

Завдання №4:

Корона масою …кг має під водою вагу, що відповідає масі …кг. Визначте, чи корона золота. Питома маса золота

Розв’язання завдань:

Питання для захисту роботи:

Який тиск зазвичай показує манометр?

Відповідь

Чому дорівнює атмосферний тиск при нормальних умовах?

Відповідь

Закон Архімеда:

Відповідь

Масу рідини укладену в одиниці об'єму називають?

Відповідь

Властивості гідростатичного тиску.

Відповідь

Висновок

Практична робота № 3 сила тиску на плоску та криволінейну поверхні

1 Тема роботи: Сила тиску на плоску та криволінійну поверхні

2 Мета роботи: Навчитися вирішувати завдання по темі “Сила тиску на плоску та криволінійну поверхні”

3 Теоретичний матеріал:

Сила тиску рідини на поверхню в загальному випадку складається (рисунок 3.1):

(3.1)

де – проекції сили тиску на відповідні осі координат.

Проекції сили тиску обраховуються за формулами:

; (3.2)

(3.3)

де – тиск на вільній поверхні рідини;

– площі проекцій криволінійної поверхні на відповідні площини системи координат;

– глибина занурення центра ваги відповідної проекції криволінійної поверхні під вільну поверхню рідини;

– вага тіла тиску, тобто об’єму рідини , що обмежений криволінійною поверхнею, вільною поверхнею рідини та вертикальною поверхнею, що проходить по контуру криволінійної поверхні.

В часткових випадках формули (3.1)-(3.3) спрощувалися і знайшли широке практичне використання:

1. Поверхня плоска (лежить в одній площині) і розміщена горизонтально:

(3.4)

де – площа поверхні.

Рисунок 3.1 − Сила тиску на криволінійну поверхню рідини

2. Поверхня плоска і розміщена вертикально (рисунок 3.2):

(3.5)

де – глибина занурення центра ваги.

Рисунок. 3.2 − Сила тиску рідини на вертикальну поверхню

Сила , прикладена в центрі тиску , координату якого визначають за формулою

(3.6)

де – момент інерції плоскої фігури відносно центральної осі (для прямокутника , для трикутника , для кола ).

У випадку дії на верхню поверхню атмосферного тиску ( ) .

3. Поверхня плоска і розміщена під деяким кутом до горизонтальної площини (рисунок 3.3) або криволінійна, симетрична відносно вертикальної площини (рисунок 3.4)

Рисунок 3.3 − Сила тиску рідини на плоску похилу стінку

Рисунок 3.4 − Сила тиску рідини на криволінійну стінку, симетричну відносно вертикальної площини

Сила тиску складається з двох складових:

, (3.7)

де – горизонтальна складова сили тиску

, (3.8)

– вертикальна проекція плоскої поверхні,

– вертикальна складова сили тиску

, (3.9)

– вертикальна проекція плоскої поверхні.

У випадку плоскої поверхні, розміщеної під кутом до горизонту ( рисунок 3.5) силу тиску можна визначати як об’єм епюри тиску, тобто вона буде рівна об’єму призми з основою і висотою Н:

, (3.9)

де – ширина поверхні.

Положення центра тиску в площинні стінки (рисунок 3.3) визначається за формулою:

(3.10)

де , – відстані від центрів тиску і центра ваги площі стінки відповідно,

– момент інерції площі стінки відносно осі , що проходить через центр ваги площі стінки.

При вираженні (3.10) через вертикальні відстані вона прийме вигляд:

(3.11)

Для криволінійної стінки, симетричної відносно вертикальної осі (рисунок 3.4) лінія дії , проходить через центр тиску вертикальної проекції стінки, що визначається за (3.8), вертикальна складова проходить через центр ваги тіла тиску, і спрямована вниз, якщо об’єм розміщений зі змоченої сторони, і вверх, якщо об’єм знаходиться з незмоченої сторони.

Кут нахилу сили до горизонту

(3.12)

Рисунок 3.5 − Епюра тиску рідини на плоску похилу стінку