Рассмотрим случай, когда давление на свободную поверхность жидкости больше, чем атмосферное.

Итак, мы имеем систему трех параллельных сил.

•F0 = р0 s - сила внешнего давления, приложена в центре тяжести стенки, так как внешнее давление передается по закону Паскаля через жидкость и одинаковое во всех точках стенки.

•Fж = ρg h s - сила весового давления жидкости, приложена ниже центра тяжести на величину ε (ε определяется по формуле (9)).

•Fат = рат s - сила атмосферного давления , приложена в центре

тяжести стенки (атмосферное давление одинаковое во всех её точках).

Правило определения равнодействующей системы параллельных сил

Модуль силы – равен алгебраической сумме модулей составляющих сил. Точка приложения – определяется с помощью теоремы Вариньона:

Теорема Вариньона:

Момент равнодействующей силы относительно произвольной точки равен сумме моментов составляющих сил относительно этой же точки.

Применим это правило для нашей задачи

В качестве точки для составления уравнения моментов удобно выбрать центр тяжести стенки, так как силы внешнего давления F0 и Fат проходят через эту точку и не образуют момента (их плечи равны нулю).

На Рис. 8 и Рис. 9 показаны расчетные схемы для случаев, когда давление газа на свободной поверхности соответственно больше и меньше атмосферного.

-25-

При давлении на поверхности жидкости больше, чем атмосферное:

F∑ = F0 + Fж – Fат = р0 s + ρg h0 s - рат s = (р0м + рат + ρg h0 - рат ) s = (р0м + ρg h0) s;

Mc (F∑ ) = Mc (Fж ); F∑ х= Fж ε ;

При давлении на поверхности жидкости меньше, чем атмосферное:

F∑ = F0 + Fж – Fат = р0 s + ρg h0 s - рат s = (рат - р0 v + ρg h0 - рат ) s = = (ρg h0 - р0 v) s;

Mc (F∑ ) = Mc (Fж ); F∑ х= Fж ε ;

Вернемся к схеме нашей задачи (Рис. 1)

-26-