Силата на статичното налягане на течността върху стената

Сила на налягането на течността върху плоска стена

Ако плоска стена AB (фиг. 2.7), наклонена под ъгъл към хоризонта, е засегната от течност от едната страна и атмосферно налягане от другата, тогава скаларната стойност на резултантните сили на натиск, възприемани от стената, ще бъде

, (2.8)

където pc е абсолютното налягане в центъра на тежестта на мократа част на стената (точка Т); ra е атмосферното налягане; S е площта на мократа част на стената; - разликата между абсолютното налягане p0 върху свободната повърхност на течността и атмосферното налягане; hc е вертикалното разстояние от центъра на тежестта на намокрената част на стената до свободната повърхност на течността; hn е вертикалното разстояние от свободната повърхност до пиезометричната равнина (hc>0; hn>0; hn 0 центърът на налягането лежи под центъра на тежестта и силата P действа върху стената от страната на течността;

2. Може ли резултантната сила на натиск да действа върху външната страна на твърда повърхност, където няма течност?

3. Какъв е центърът на натиск?

4. Може ли центърът на натиск да се намира над центъра на тежестта на намокрената част от равната повърхност?

Примери за решаване на проблеми

Пример 2.3. Вертикална стена (фиг.2.8) с дължина =3m (в посока, перпендикулярна на равнината на чертежа), h=0,7m широка и H0=2,5m висока, разделя басейна с вода на две части. В лявата част нивото на водата се поддържа H1=2m, в дясната - H2=0,8m.

Намерете стойността на момента на преобръщане, действащ върху стената, и също така определете дали стената ще бъде устойчива на преобръщане, ако плътността на материала на стената = 2500 kg/m 3 .

Решение

Намерете силата на налягането на водата върху стената отляво. Тъй като налягането върху повърхността е атмосферно, пиезометричната равнина съвпада с повърхността на течността

.

Координати на центъра на налягането

.

За правоъгълна стена, тогава

м.

По същия начин вдясно

kN

м.

Преобръщащ момент, т.е. момент на силите на налягането на течността спрямо точката O (виж фиг. 2.8):

Nm

Възстановяващият момент срещу преобръщането на стената ще бъде моментът на тежестта спрямо точката O:

Nm

Тъй като Mvos > Mopr, стената е стабилна.

Задачи за самостоятелно решаване

Задача 2.6. Намерете силата на налягането на водата върху дъното на съд с диаметър D=1m (фиг.2.9), ако дълбочината е H=0,7m, теглото на буталото е G=300N, d=0,5m.

Задача 2.7. Наклоненият правоъгълен щит на язовирната стена е шарнирно закрепен на оста О (фиг. 2.11). При какво ниво на водата H ще се преобърне щитът, ако ъгълът на наклона на щита = 60 0 и разстоянието от долния му ръб до оста на шарнира a = 1,3 m. Теглото на щита може да се пренебрегне.

---