Содержание
Задача1 3
Задание 2 6
Задание 3 11
Задание 4 15
Задание 5 18
Задание 6 20
Задача 7 24
Задача 8 26
Задача 9 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 38
Задача1
Плоский прямоугольный щит шириной b м, весом G=160 кг перегораживает канал, глубина воды в котором ℎ м. Щит передвигается в металлических пазах береговых устоев (рис. 1). Коэффициент трения в пазах 𝑓=0,65.
Определить:
1)силу гидростатического давления на щит аналитическим и графоаналитическим методами;
2)положение центра давления аналитическим и графоаналитическим методами;
3)усилие 𝐾, необходимое для поднятия щита.
Рис.1.1
Исходные данные:
ВАРИАНТ
|
14
|
Ширина щита b, м
|
0,95
|
Глубина воды ℎ, м
|
1,25
|
Решение:
Расчет силы гидростатического давления на плоскую фигуру графоаналитическим способом состоит из двух этапов. На первом этапе на чертеже строят эпюру давления и определяют необходимые размеры для расчета. На втором этапе рассчитывают объем тела давления.
Cтроим эпюру давления. При этом руководствуемся двумя свойствами гидростатического давления. Во-первых, вектор давления в любой точке фигуры всегда направлен перпендикулярно поверхности этой фигуры, во-вторых, величина вектора пропорциональна глубине погружения точки поверхности. Для пресной воды и гидростатическое давление в точке численно равно глубине погружения этой точки.
Построение эпюры давления начинаем с построения векторов давления для крайних точек плоской фигуры. Затем начала векторов соединяем прямой линией.
Силу суммарного давления на щит определяем по формуле:
.
Построим эпюру избыточного гидростатического давления. В точке В гидростатическое давление составит
.
Отложим от точки В в направлении, перпендикулярном щиту, величину (со стороны действия давления) и соединим начало полученного вектора (точку С) с точкой А. Полученный треугольник АВС - это и есть эпюра гидростатического давления.
По эпюре гидростатического давления (рис.1.2) определим силу суммарного давления на щит, равную объёму этой эпюры
Полученная формула одинакова с ранее написанной. Подставляя в эту формулу заданные величины, определяем, что итоговые данные совпадают, т.е. сила давления на плоскую поверхность выражается произведением гидростатического давления в центре тяжести поверхности на ее площадь.
Рис.1.2
При технических расчетах важно знать также точку приложения силы гидростатического давления yд . Линия действия силы гидростатического давления проходит через центр тяжести эпюры давления. В простейшем случае (рис.1.2), когда эпюра давления представлена треугольником, центр тяжести располагается на пересечении медиан, а перпендикуляр, опущенный из этой точки на катет, делит его в соотношении 1/3 к 2/3. Относительно точки О координата .
Усилие, необходимое для подъёма щита, найдем по зависимости
.
Ответ: ; .
Достарыңызбен бөлісу: |