Тема 9 сила тиску на криволінійну поверхню - студопедія
Усередині рідини розташована криволинейная поверхню w. Координатні осі 0x і 0y розташовані в площині вільної поверхні рідини. Ось 0z спрямована вертикально вгору.
Рівнодіюча сил тиску на криволінійну поверхню Fкр дорівнює:
де Fсв - сила зовнішнього тиску. передана на криволінійну поверхню за законом Паскаля
F - сила тиску самої рідини на криволінійну поверхню.
де pсв - зовнішній тиск (на вільну поверхню рідини);
w - площа змоченої криволінійної поверхні.
Сила тиску рідини на криволінійну поверхню дорівнює (рис. 24):
де - горизонтальні проекції (проекції сили тиску рідини F на горизонтальні осі 0x і 0y);
- вертикальна проекція (проекція сили тиску рідини F на вертикальну вісь 0z).
Напрямок лінії дії сили F визначається по напрямних косинусам:
cosa =; cosb =; cosg =. (9.2)
де a. b. g - кути нахилу сили F до координатним осях.
Горизонтальні і вертикальну складові сили F визначають за формулами:
= R × g × hсx × wx; (9.3)
= R × g × hсy × wy; (9.4)
= R × g × V. (9.5)
де wx - проекція криволінійної поверхні w на площину, перпендикулярну осі 0x;
wy - проекція криволінійної поверхні w на площину, перпендикулярну осі 0y;
hсx - глибина занурення центра ваги проекції wx під рівень вільної поверхні;
hсy - глибина занурення центра ваги проекції wy під рівень вільної поверхні;
V - об'єм тіла тиску.
Горизонтальні складові сили тиску на криволінійну поверхню і рівні силі тиску на вертикальні проекції цієї поверхні wx і wy.
Вертикальна проекція дорівнює вазі рідини в об'ємі тіла тиску.
Тіло тиску - обсяг вертикального стовпа, що спирається на задану криволінійну поверхню w і обмеженого площиною вільної поверхні або її продовженням.
Тіло тиску може бути дійсним (позитивним), якщо воно заповнене рідиною. В цьому випадку тіло тиску (фігура) і рідина розташовані по одну сторону від криволінійної поверхні. При дійсному тілі тиску вертикальна складова спрямована вниз (рис. 25, а). Фіктивне (негативне) тіло тиску не заповнено рідиною. Тіло тиску (фігура) і рідина розташовані по різні боки від криволінійної поверхні. Вертикальна складова спрямована вгору (рис. 25, б).
Малюнок 25 - Тіло тиску
Горизонтальні складові і проходять через центр тиску проекцій wx і wy. а вертикальна складова проходить через центр ваги тіла тиску.
Сила тиску рідини на циліндричну поверхню (бокова поверхня циліндра) визначається за формулою:
= 0, так як на площину, нормальну осі 0y. циліндрична поверхня проектується у вигляді лінії, тобто wy = 0.