Давление жидкости

Определить силу давления воды на деталь, имеющую форму четверти круглого цилиндра радиусом R = 0, 5 м. Глубина воды в сосуде H = 3 м. Расчет вести на единицу длины конструкции. Показать эпюры вертикальной и горизонтальной составляющей силы давления.

Решение.

При определении силы Р полного гидростатического давления на криволинейную поверхность приходится складывать силы гидростатического давления, которые имеют различные направления.

В данном случае для определения силы P по величине и направлению достаточно вычислить ее проекции на два взаимно перпендикулярных направления - на две оси координат (горизонтальную и вертикальную). В этом случае величина силы гидростатического давления определяется по формуле:

Горизонтальная составляющая не зависит от формы смоченной поверхности и определяется как силовое воздействие жидкости на ее вертикальную проекцию (на 1 м длины четверти цилиндра):

,

где ρ = 1000 кг/м3 – плотность воды;

hт– глубина погружения центра тяжести площади (проекция яетверти цилиндра на вертикальную плоскость), м.

Определим вертикальную составляющую силу давления на 1 м длинычетверти цилиндра:

Эпюры горизонтальной и вертикальной сил давления