Задача № 6.

Определить величину и направление силы суммарного давления на секторный затвор, и ее направление (рис. 6). Глубина воды перед затвором Н, ширина затвора b.

Рис. 6

Дано: Решение:

b = 0, 7 м;

α = 60^o

Р -?

β -? Определим горизонтальную составляющую силы Р:

Р_x = ρ ·g·h_c·S_B;

h_c – глубина погружения центра тяжести вертикальной проекции;

h_c =

S_B – площадь вертикальной проекции смоченной поверхности;

S_B = b·H = 0, 7·0, 4 =0, 28 м²;

Тогда: Р_x = 9, 81·1000·0, 2·0, 28 = 549.36 Н;

Теперь определим вертикальную составляющую силы Р:

Р_z = γ ·V; где V – тело давления (BCC^/В)

Так как тело давления не заполнено жидкостью, то Р_z, будет направлена вверх

значит V = ;

R = м;

АС^/ = R·cosα = 0, 46·cos60^o = 0, 23 м;

S_ACC^/ = м²;

V_ACC^/ = b·S_ACC^/ = 0, 7·0, 046 =0.032 м²;

тогда объем тела давления:

V = 0.046 м³;

Поэтому Р_z = 9810·0, 046 = 451.26 H;

Тогда величина искомой силы:

Н;

Определим угол, задающий направление силы Р:

tgβ =

β =39, 4°

Ответ: Р = 0, 711 кН; β = 39, 4°.