Поурочный план урока №4

Дисциплина:« Гидравлика».

Группы: 311, 312, 313, 314, 315, 316, 413 У.

Тема урока:

«Сила давления жидкости на стенки».

Цель занятия:

• Развивающая: организовать деятельность студентов по восприятию,

осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов действий.

• Дидактическая: обеспечить устойчивые знания о силах и давлениях на стенки.

Тип урока: урок изучения и закрепления новых знаний.

Вид урока: лекция.

Оснащение урока: плакаты, наглядные пособия, каталоги оборудования,

Ход урока:

• Организация начала урока –2-3 мин.

• Проверка выполнения домашнего задания, повторение, учёт знаний студентов –20-25 мин.

• Актуализация знаний – 3-5 мин.

• Объяснение нового материала –45-50 мин.

• Закрепление нового материала –10-12 мин.

Задание на дом:

Давление на плоские стенки.

Зная закон распределения гидростатического давления в жидкости, можно найти полную силу давления на ограничивающие жидкость поверхности - стенки и дно сосуда. Эта задача сводится к определению силы давления по величине и направлению и нахождению точки её приложения.

Рассмотрим сначала плоские поверхности - плоские стенки.

Рассмотрим плоскую стенку площадью F, наклонённую под утлом а. Разделим её по высоте на ряд элементарных горизонтальных полосок F и определим давление на одну из таких полосок.

Г идростатическое давление в любой точке на оси полоски определяется по формуле:

Р = Ро + h;

Где Р₀ - давление на свободной поверхности жидкости;

Н - глубина погружения рассматриваемой точки;

Так как ширина полоски мала, то можно считать, что давление во всех точках на оси полоски Р = Ро + уh. Поэтому давление К на всю полоску будет равно:

R=P_cF

Следовательно, давление жидкости на плоскую стенку равно произведению величины смоченной площади стенки на гидростатическое давление в её центре тяжести.

R=P_cF

В случае, когда давление на свободной поверхности жидкости в сосуде к на внешней поверхности стенки равно атмосферному, полное избыточное давление па стенку будет

R=h_cF;

Если стенка расположена горизонтально (=0°), т.е. представляет собой не боковую стенку, горизонтальное дно сосуда, суммарное давление представляется по тем же формулам и составляет: R=PF=HF,

Где H - глубина жидкости в сосуде.

Следовательно, давление на дно зависит не от формы и объёма сосуда, а только от площади дна и глубины жидкости в сосуде.

Поэтому для сосудов равной формы, заполненных одной и той же жидкостью до одного и того же уровня Н и имеющих одинаковую площадь дна, сила полного давления на дно R будет одинакова.

Это свойство жидкости, на первый взгляд противоречащее обычным представлениям, известно под названием гидростатического парадокса.

9.Центр давления

Сила давления жидкости на стенку, кроме величины и направления, характеризуется также точкой ее приложения; эта точка называется центром давления.

Рассмотрим часто встречающийся на практике случай, когда стенка имеет ось симметрии, лежащую в вертикальной плоскости. Центр давления в этом случае лежит на оси симметрии, и для его определении остается найти только одну вертикальную координату. Для этого рассмотрим плоскую стенку.

Используя теорему теоретической механики о моменте равнодействующей (момент равнодействующей силы относительно некоторой оси равняется сумме моментов составляющих сил относительно той же оси), приравняем сумму моментов сил давления на элементарные площадки ∆F относительно оси X, совпадающей с урезом жидкости к моменту равнодействующей силы давления па всю стенку F относительно той же оси.