|
k |
B |
|
|
H2 |
H1 |
A |
х |
|
||
|
α |
|
ось поворота щита |
В этом объёме находится жидкость |
|
|
||
Рисунок к задачам 6, 7, 8, 9
Указания
1.Атмосферное давление действует на несмоченные жидкостью части щита непосредственно, а на смоченные жидкостью передается по закону Паскаля. Следовательно, силы атмосферного давления с обеих сторон щита уравновешиваются.
2.На щит действуют силы весового давления жидкости сверху (F2) и снизу (F1). Величины этих сил и линии их действия удобно определить с помощью эпюр давления. При повороте щита на цапфах возникает пара сил трения T.
эпюра давления сверху |
плечо силы F2 |
(треугольная призма) |
отн. точки А |
|
|
плечо |
силы |
F1 |
H2/3Sinα |
|
T |
отн. точки А |
А |
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
H1 |
х |
H2 |
|
|
ρgH2 |
|
|
|
|
|
|
|
эпюра давления снизу |
H1/3Sinα |
ρgH1 |
||
|
|
||||
|
(треугольная призма) |
|
|
|
|
-36-
Правило
Сила давления равна объёму эпюры давления. Линия действия силы проходит через центр тяжести эпюры.
Справка
Объём призмы равен произведению площади основания (треугольник с катетами ρgH и H/Sinα) на высоту (ширину стенки k).
Центр тяжести треугольника находится на расстоянии одной трети высоты от основания (в точке пересечения медиан).
3.Величина х определяется из условия равновесия щита: ∑МА = 0.
4.Силы давления и точки их приложения можно определять обычным способом: сила давления равна произведению давления в центре тяжести смочен-
ной поверхности на её площадь; сила давления приложена на расстоянии ε от центра тяжести.
Таблица исходных данных
вари- |
Темп-ра, |
H2, м |
d, м |
H1, м |
k, м |
Угол α, ° |
жидкость |
ант |
t° С |
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
6,0 |
0,2 |
2,7 |
5 |
30 |
керосин |
1 |
25 |
7,0 |
0,1 |
3,6 |
3 |
45 |
бензин |
2 |
30 |
4,0 |
0,3 |
1,6 |
6 |
60 |
нефть |
3 |
10 |
6,5 |
0,15 |
2,0 |
4 |
30 |
диз.топливо |
4 |
15 |
3,5 |
0,2 |
2,0 |
7 |
60 |
керосин |
5 |
5 |
7,2 |
0,15 |
3,6 |
2 |
45 |
бензин |
6 |
20 |
6,5 |
0,25 |
3,1 |
6 |
45 |
нефть |
7 |
35 |
4,5 |
0,25 |
2,1 |
8 |
30 |
диз.топливо |
8 |
10 |
3,0 |
0,3 |
1,2 |
7 |
60 |
бензин |
9 |
10 |
4,8 |
0,4 |
2,0 |
6 |
30 |
нефть |
Задача 7
При условии задачи 6 определите величину х, если дополнительно необходимо учесть силу трения скольжения при повороте щита на цапфах. Коэффициент трения скольжения равен f.
-37-