2.8. Эпюры гидростатического давления

Эпюра ― графическое изображение изменения гидростатического давления

плоской стенки.

Построение эпюры ведем со стороны жидкости на стенку, исходя из

уравнения избыточного давления

Р_изб = ρgh (2.21)

или абсолютного давления р_абс = р_о + ρgh.

h ― глубина погружения, [м].

j = ρg ― удельный вес.

Выбираем произвольно точки на плоской поверхности 1, 2 3 и измеряя

получаем h₁, h₂, h₃.

h₁= [см] ― выражаем в [м].

Учитываем, что

j = 10000 н/м³ (удельный вес воды).

Подставляем в формулу (21):

р₁ = ρgh₁ [м],

р₂ = ρgh₂ [м],

р₃ = ρgh₃ [м].

Построение эпюры ведем со стороны жидкости на стенку в масштабе по первому

свойству.

р_о = 10⁵ Па

h1

h2 1

2

h3

3

Ризб Рабс

Эпюра избыточного давления.

А для р_аб – абсолютное давление:

р_аб = р_о + ρgh = 10⁵ + ρgh₁ (2.22)

р_аб = 10⁵ + ρgh₂ (2.23)

р_аб = 10⁵ + ρgh₃ (2.24)

Затем по I –ому свойству гидростатического давления: “гидростатическое

давление всегда направлено по нормали к стенке” откладываем перпендикуля-

ры в выбранном масштабе в точках 1÷3. Соединяя получаем эпюру избыточ-

ного давления.

Рис. 2.7. Эпюры давления на плоские прямоугольные стенки в открытых резервуарах

В открытых резервуарах эпюра давления на прямоугольную стенку АВ

(рис. 2.7) представляет собой прямоугольный треугольник АВС с высотой h или L и основанием γh. Вектор силы давления F во всех случаях проходит

через центр тяжести эпюр давления (на рисунке точка О).

2.9. Закон Архимеда

На любое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила,

равная весу тела в объеме вытесненной жидкости. :

Р = ρgV , [н] (2.25)

где Р – выталкивающая (архимедова) сила, н; ρ – плотность жидкости, кг/м³; g –

ускорение свободного падения, м/сек²; V – объем погруженной части тела, м³.

Произведение ρV называют водоизмещением.

В зависимости от соотношения между силой тяжести тела и силой тяжести вы-

тесненной им жидкости возможны три состояния тела:

1. Вес

2. тела G больше выталкивающей силы f или Архимедовой силы G > ρgV.

Такое тело будет тонуть.

2. вес тела равен выталкивающей силе G G= ρgV. (2.26)

В этом случае тело будет плавать.

3. Сила тяжести тела будет меньше силы тяжести вытесненной жидкости:

G < ρgV.

При таком состоянии тело будет всплывать.