Файл: Учебное пособие по решению задач Допущено Учебно методическим объединением вузов Российской Федерации по высшему.docx

Рассмотрим случай, когда давление на свободную поверхность жидкости больше, чем атмосферное.

Итак, мы имеем систему трех параллельных сил.

• 
  F₀ = р₀ s - сила внешнего давления, приложена в центре тяжести стенки, так как внешнее давление передается по закону Паскаля че- рез жидкость и одинаковое во всех точках стенки.
  
• 
  F_ж =gh  s- сила весового давления жидкости, приложена ниже центра тяжести на величину  ( определяется по формуле (9)).
  
• 
  F_ат =р_ат s- сила атмосферного давления , приложена в центре тяжести стенки (атмосферное давление одинаковое во всех её точ- ках).
  

Правило определения равнодействующей системы параллельных сил Модуль силы – равен алгебраической сумме модулей составляющих сил. Точка приложения – определяется с помощью теоремы Вариньона:

Теорема Вариньона:

Моментравнодействующейсилыотносительнопроизвольнойточкира-вен

---

суммемоментовсоставляющихсил относительноэтой жеточки.

Применим это правило для нашей задачи

В качестве точки для составления уравнения моментов удобно вы- брать центр тяжести стенки, так как силы внешнего давления F₀и F_атпроходят через эту точку и не образуют момента (их плечи равны нулю).

На Рис. 8 и Рис. 9 показаны расчетные схемы для случаев, когда давление газа на свободной поверхности соответственно больше и меньше атмосферного.

---

---

При давлении на поверхности жидкости меньше, чем атмосферное:

F_ = F₀+ F_ж– F_ат= р₀ s+gh₀ s-р_атs=(р_ат- р_0v+ gh₀-р_ат) s=

=(gh₀-р_0v) s;

M_c(F_ ) = M_c(F_ж);

F_  х= F_ж ;

4. 
   РЕШЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАДАЧИ
   

Вспомним, что нам нужно определить не силу давления на крышку 1, а внешнюю силу Rиз

---

условия, что крышка не поворачивается вокруг оси А.

Отметим, что под действием силы давления F_ крышка будет отрываться от резервуара и жидкость будет вытекать. Здесь возникает практическая задача: Каким образом можно закрепить крышку, чтобы она была не-

подвижна?

Существуют два широко распространенных способа решения этой задачи.

• 
  Крышка прикрепляется к стенке резервуара с помощью болто-вогосоединенияилисварки. При этом возникает сила реакции болтов или материала сварного шва и она остается неподвижной. Количество болтов, их размеры, толщина сварного шва определя- ются по законам теории сопротивления материалов.
  
• 
  Крышка прижата к стенке резервуара внешней силой, но может в нужный момент открываться, поворачиваясь вокруг некой оси, и пропускать жидкость (работает как гидравлический затвор или кла-
  

пан).

Как связать силу давления на крышку с силой реакции болтов или с силой R?

Для этого используются условия равновесия твердого тела.

Условия равновесия твердого тела

• 
  Если тело, находящееся под дейсвием сил, может перемещаться поступа- тельно, но не перемещается, это означает, что:
  

Алгебраическаясуммапроекцийсилнаосьвозможногоперемещенияравнану-лю.

• 
  Если тело может поворачиваться вокруг некой оси, но не поворачивается, это означает, что:
  

---