Лекція №4. Сила тиску, що діє на плоску стінку

Якщо в рідині виділити плоску стінку, яка може бути стінкою резервуару, стінкою дамби або плотини, то на неї діє сила тиску, ця сила обчислюється за формулою

де - сила тиску в точці О, яка являє собою центр маси плоскої стінки.

- апліката (Zк) центра мас від урізу рідини;

- апліката центру тиску від урізу рідини.

Рівнодійна сили тиску буде проходити через точку С, яка називається центром тиску.

В загальному вигляді апліката обчислюється

Для практичних розв’язків використовують довідкові дані Агроскіна. Для регулюючих щитів різної форми, їх верхній край, співпадає з урізом води.

B

B

Форма щита	L	L
Глибина занурення центра мас lm	L/2	L/3	D/2	4D/6П
Глибина занурення центра тиску lq	2L/3	L/2	5D/8	3ПD/32
, м2	BL	0,5BL	Пd2/4	0,392d2

Дані таблиці використовують для розрахунків, коли щити будуть занурені в рідину і центр тиску та центр мас будуть мати інші значення. Нехай відстань від урізу води до верхнього краю щита або стінки буде дорівнювати h_p. В такому випадку

В тому випадку, коли h_p має велике значення, тоді

Якщо регулюючий щит розташований в тілі площини на значній глибині, то центр мас співпадає з центром тиску і щит автоматично не відкривається. Необхідність автономного приводу для відкриття щитів під час повені.

Приклад. Обчислити силу, що діє на прямий щит з розмірами: В=5м, L=3м, якщо верхній край щита занурений на глибину h_p=4м у воду, кг/м³. F-?, -?

Розв’язання

м

кн.

м

Сила тиску, що діє на криволінійні поверхні

Нехай рідина обмежена криволінійною поверхнею. В такому випадку, ваговий тиск створює рідини, яка на криволінійні стінки, що обмежують рідину. В свою чергу стінка за 3-м законом Ньютона створює опір витіканню рідина і рідина стискається.

Рівнодійна сила

,

F_Г проектується на вертикальну стінку ВД і вона є силою, що діє на плоску стінку.

Вертикальна сила F_В буде дорівнювати вазі рідини, що розташована над криволінійною поверхнею

,

де V_{Т.Т -} об’єм тіла тиску.

Результативна сила R буде нормальною до криволінійної поверхні і вона буде колінеарна або проходитиме з вектором, що проходе через центр тиску С перпендикулярно до криволінійної поверхні.

Закон Архімеда

V₁+V₂=V

На тіло діє горизонтальна сила тиску, рівнодійна якої дорівнює 0, тому що вони зрівноважені на однакових глибинах. Вертикальні сили не зрівноважені.

- сила тіла тиску

V_Т.Т

На тіло діє виштовхувальна сила. Яка дорівнює вазі рідини, що виштовхується цим тілом. На практиці всяке тіло має свою густину, яка не співпадає з густину рідини.