Сила давления жидкости на криволинейные стенки. Плавание тел

Сила давления жидкости на криволинейные стенки. Плавание тел

Сила давления жидкости на криволинейные стенки. Плавание тел. Найти давление жидкости на поверхности любой формы в общем случае, это определяет общую силу и 3 составляющие 3 moments. In в большинстве случаев рассмотрим цилиндр или сферу с вертикальной плоскостью симметрии. Давление жидкости в этом случае уменьшается до равнодействующей силы на плоскости симметрии. Возьмем цилиндрическую грань АВ с шиной, перпендикулярной плоскости рисунка (рис. 1.15), и определим силу давления жидкости на эту грань в следующих 2 случаях.1) жидкость находится вверху(рис. 1.15, а). 2) жидкость расположена ниже(Рис. 1.15, б).

В первом случае мы разделяем объем жидкости, ограниченный рассматриваемой поверхностью AB, вертикальную поверхность, проведенную через границы этого сечения, и свободную площадь поверхности R жидкости, то есть объем ABCB, с учетом вертикального и горизонтального состояний равновесия. Рис. 1.15 показана эта сила реакции раскладывается на 2 составляющие: по горизонтали ПГ и по вертикали ПБ. Условие равновесия вертикального объема ABCA является = По $ р-б?(1.31） Где p0-давление свободной поверхности жидкости. Yi площадь горизонтальной проекции поверхности AB \ O-вес разрешенной жидкости.

Если жидкость действует на стенку AB силой, то стенка A B действует на жидкость силой P в противоположном направлении. Людмила Фирмаль

• Давление жидкости на поверхности ЕС и АИ взаимно уравновешиваются и описывают состояние равновесия одного и того же объема в горизонтальном направлении, принимая во внимание тот факт, что в области БЭ остается только давление перпендикулярной проекции поверхности. Двадцать семь бутот АВ-тогда»51prC&C T» Po ^ in * (1.32） При определении вертикальной и горизонтальной составляющих полного давления Р% по формулам (1.31) и (1.32)、 Р = уя + чЕсли жидкость находится ниже (см. рис. 1.15, Б), то гидростатическое давление во всех точках поверхности АВ будет иметь ту же величину, что и в первом случае, но его направление будет противоположным, а суммарные силы Pb и Pm будут определяться по той же формуле (1.31) и (1.32), но использовать обратное sign.

• Кроме того, величину с, как и в первом случае, следует понимать так же, как вес жидкости в объеме АБКО, но этот объем не заполнен жидкостью. Если известна сила Pb и определены центр давления вертикальной проекции стенки и центр тяжести заданного объема ABCB, то положение центра давления цилиндрической стенки можно легко найти. Если цилиндрическая поверхность в вопросе круговая, то задача будет очень easy. In Описанный способ определения силы прижатия цилиндрической поверхности может быть применен также к сфере, в которой результирующая сила проходит через центр поверхности и лежит на симметричной вертикальной плоскости.

Приведенный выше метод нахождения вертикальной составляющей давления жидкости, оказываемого на криволинейную стенку, используется для доказательства закона Архимеда. Погрузите предмет любой формы в объеме V в жидкость(рис. 1.16).Спроецируйте его на свободную поверхность жидкости и нарисуйте цилиндрическую поверхность, которая касается поверхности тела под замкнутой кривой. Эта кривая разделяет верхнюю и нижнюю AT) B поверхности тела ACB. Вертикальная составляющая P1 силы избыточного давления жидкости в верхней части поверхности тела направлена вниз и равна массе жидкости в объеме AA’B’ABA. Вертикальная составляющая Pv2 давления жидкости, оказываемого на нижнюю часть поверхности тела, направлена вверх и равна массе жидкости в объеме AA’B’BVA.

В этом случае все основное давление перпендикулярно поверхности, то есть оно направлено вдоль радиуса, поэтому результирующая сила пересекает ось поверхности. Людмила Фирмаль

• Таким образом, вертикальная равнодействующая сила давления жидкости 28 на корпус направлена вверх, равная весу жидкости объема*, равного разности указанных 2 объемов. RA * = слева O-U 98 * Это закон Архимеда, который обычно формулируется следующим образом: на объект, погруженный в жидкость, действует восходящая плавучесть в вертикальном направлении. Сила РА называется Архимедовой силой, или поддерживающей силой, и точка ее приложения, то есть центр тяжести объема V^, является центром смещения.

В зависимости от отношения массы O к Архимедовой силе RA рассматриваются 3 случая.1) C > RA-тело тонет. 2) О <РА-тело плавает на поверхности жидкости в частично погруженном состоянии. 3) О-РА-тело плавает в полностью погруженном состоянии. Для поддержания равновесия плавающего тела, помимо равенства сил, о-РА должен иметь нулевой суммарный импульс. Последнее условие выполняется, когда центр тяжести тела перпендикулярен центру смещения. Вот условия для устойчивого равновесия плавающих объектов в полностью погруженном состоянии: центр тяжести объекта должен находиться ниже центра смещения. Стабильность баланса тела, растворение.

Смотрите также:

Методические указания по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Пьезометрическая высота. Вакуум. Измерение давления.
2. Сила давления жидкости на плоскую стенку.
3. Прямолинейное равноускоренное движение сосуда с жидкостью.
4. Равномерное вращение сосуда с жидкостью