6. Контрольні питання

   1. Як визначається сила тиску рідини на плоску поверхню, що є поверхнею рівня?

   2. Як визначається сила тиску рідини на плоску поверхню, що не є поверхнею рівня?

   3. Де знаходиться центр тиску для плоскої поверхні?

   4. Чи може центр тиску співпадати з центром ваги плоскої поверхні?

   5. Як слід враховувати тиск на вільній поверхні рідини при визначенні гідравлічного навантаження на плоскі стінки?

   6. Чи може центр тиску знаходитись вище центра ваги плоскої поверхні?

   7. На чому ґрунтується графоаналітичний метод визначення сил тиску на плоскі стінки?

1. Визначення вертикальної складової сили тиску рідини на криволінійну поверхню

   1. Мета роботи

Експериментальне визначення вертикальної складової сили надлиш­кового тиску рідини на циліндричну поверхню і порівняння експериментальних даних з розрахунковими.

2. Основні положення

Повна сила тиску рідини на циліндричну поверхню визначається векторною сумою горизонтальної Р_г і вертикальної Р_в складових, і її величина дорівнює

(6.24)

Горизонтальна складова визначається добутком надлишкового тиску в центрі маси вертикальної проекції циліндричної поверхні р_ц на площу цієї проекції

Р_г=р_цS_в (6.25)

Вертикальну складову знаходять за формулою

, (6.26)

де – надлишковий тиск на вільній поверхні рідини; – площа горизонтальної проекції криволінійної поверхні; – вага тіла тиску.

Тілом тиску є об’єм рідини, що знаходиться над криволінійною поверхнею. Цей об'єм утворюється вертикальними проектуючими поверхнями, проведеними через границі криволінійної поверхні.

При атмосферному тиску на вільній поверхні рідини ( ) вертикальна складова визначається вагою тіла тиску.

Якщо вертикальна циліндрична поверхня має вертикальну плоску симетрію, результуюча сила тиску рідини на цю поверхню знаходиться в площині симетрій, і кут відхилення від горизонталі α визначається по формулі

(6.27)

3. Опис установки

Установка (Рисунок 6 .7) складається із прозорої посудини 1 зі шкалою рівня. На дні посудини знаходиться півциліндр 2 з прикріпленим до нього тросиком 3. Тросик перекинутий через блоки 4, а на другому його кінці підвішена мірна посудина 5. Установка обладнана сигнальним пристроєм 6.

4. Виконання роботи

При відсутності води в посудині 1 фіксують положення рівня в мірній посудині 5, при якому забезпечується відрив півциліндра 2 від дна посудини. Для цього в мірну посудину повільно заливають воду до тих пір, поки не загориться сигнальна лампочка. Далі півциліндр знову опускають на дно, і посудина 1 заповнюється водою до відповідного рівня. В мірну посудину знову повільно заливають воду і фіксують відрив півциліндра по загоранню лампочки. Досліди повторюють при інших положеннях рівня води в посудині 1. Записують розміри півциліндра: діаметр – d і довжину – l .

5. Обробка результатів вимірювань

Визначають вертикальну складову сили тиску рідини на циліндричну поверхню

(6.28)

де – густина води; g – прискорення сили тяжіння; V₁ – об'єм рідини в мірній посудині, при якому забезпечується відрив сухого півциліндра; V₂ – те ж при відриві півциліндра, зануреного водою.

Знаходять вертикальну складову теоретично як вагу тіла тиску

, (6.29)

де H – висота рівня рідини в посудині.

Рисунок 6.7

Таблиця 6.5 – Протокол даних дослідів і розрахунків

№ досліду	Діаметр півциліндра d, мм	Довжина півциліндра l, мм	Висота рівня в резервуарі H, мм	Об’єм води в мірній посудині V, см3	Вертикальна складова сили тиску Рв , Н		Примітка
					по дослідних даних	теоретична

По кожному досліду проводиться порівняльна оцінка значень вертикальної складової сили тиску за результатами замірів і за теоретичною формулою (6.6).

6. Контрольні запитання

   1. В якому випадку на тіло, що знаходиться в рідині, не діє Архімедова сила?

   2. Чому при визначенні вертикальної складової сили тиску рідини на криволінійну поверхню не враховується атмосферний тиск на вільній поверхні?

   3. Що називається тілом тиску?

   4. Що називається фіктивним (уявним) і дійсним тілом тиску?

   5. Визначте об'єм тіла тиску