3 Силы давления жидкости на плоские стенки

3.421 На плотину из бетона (ρ = 2000 кг/м³) длиной L = 35 м с двух сторон давит вода.

В = 30 м; b = 4 м; Н = 5 м; α = 36º.

1) Найти равнодействующую сил нормального давления грунта на плотину и точку её приложения.

2) Определить, опрокинется ли плотина при Н = В.

3) Построить эпюры давления воды и воздуха на плотину.

3.422 В вертикальном цилиндрическом резервуаре высотой Н = 10 м и диаметром d = 1 м хранится нефть, плотность которой ρ = 860 кг/м³. Давление на поверхности нефти атмосферное. Определите: 1) силы, действующее на боковые стенки резервуара; 2) силу, отрывающую дно резервуара.

3.423 Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямоугольный затвор которого имеет размеры а = 2,1 м × b = 4,2 м и угол наклона α = 55,0 град (рисунок 40). Глубина воды от свободной поверхности до нижней кромки затвора Н = 14,0 м. Определить силу давления жидкости на затвор и точку ее приложения. Построить эпюру давления.

3.424 Определить силу давления жидкости на квадратный гидравлический затвор, поставленный в боковой стенке сосуда.

Показания манометра р_ИЗБ, бар. Данные для решения задачи представлены в таблице 3 и на рисунке 1.

Таблица 3 – Исходные данные по вариантам к задаче №3

3.425 Определить силу давления воды на вертикальный гидравлический затвор (см. рисунок 2) и координату приложения равнодействующей силы. Для вертикальной стенки построить эпюру гидростатического давления (без масштаба). Затвор представляет собой плоскую фигуру, формы и размеры которой указаны в таблице 4.

Таблица 4 – Исходные данные по вариантам к задаче №4

3.426 Определить координаты положения х и у поршней, относительно торцевой стенки сосуда, при которых система находится в равновесии (см. рисунок 2). Диаметры поршней d и D. объем жидкости V… м³. Трением пренебречь. Решить задачу в общем виде, после чего подобрать значения сил Р₁ и Р₂ так, чтобы х и у были положительными конечными величинами.

Таблица 5 – Исходные данные по вариантам к задаче №5

3.427 Плотина длиной L (м) имеет две вертикальные грани и одну наклонную грань под углом α (º). Удерживаемые напоры воды: Н₁; Н₂; Н₃ (м) (рис. 1.9).

Определите равнодействующую давления воды, ее геометрическое положение и глубину погружения центра давления для равнодействующей (h_р). Чертеж представьте в масштабе. Силы давления на грани плотины и равнодействующую рассчитайте аналитическим и графо-аналитическим методами. Плотность воды примите ρ = 10³ кг/м³.

Таблица 1.4

Исходные данные к задаче 1.4

3.428 Определите суммарное усилие воспринимаемое болтами смотрового люка диаметром d = 0,6 м расположенного на глубине h_c = 7 м от свободного поверхности закрытого резервуара с водой. Давление на поверхности р₀ = 0,12 МПа.