Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Сила давления на криволинейные стенки. Плавание тел

Читайте также:
  1. A- температурный коэффициент давления газа.
  2. Автоматические системы локализации и подавления взрывов в технологических аппаратах, устройство и принцип работы.
  3. Автоматические системы подавления взрывов, их устройство и принцип работы.
  4. Анализ изменения давления в цилиндре насоса в период всасывания
  5. Анализ изменения давления в цилиндре насоса в период нагнетания
  6. Атеросклероз - мультифакторное хроническое заболе­вание, хар-ся системным поражением в ос­новном артерий, обусловленное обменными нарушениями в тканях сосудистой стенки.
  7. Блок левого поперечного синуса (из-за сдавления гематомой).
  8. Величина давления начала впрыска для СДВС.
  9. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления
  10. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления
  11. Влияние гидродинамического давления.
  12. Воздействие избыточного давления на человека

Рассмотрим силу, действующую на криволинейную цилиндри­ческую стенку, которая погружена в жидкость так, что ее образу­ющие параллельны свободной поверхности жидкости (рис. 2.5). Такие стенки распространены на практике. В этом случае задача может быть сведена к определению равнодействующей силы, ле­жащей в вертикальной плоскости, перпендикулярной образующим цилиндрической поверхности. Определение этой силы сводится к определению ее вертикальной и горизонтальной составляющих.

В пределах цилиндрической поверхности (см. рис. 2.5) выделим участок А В и найдем силу F, действующую на этот участок при условии, что на свободной поверхности жидкости существует дав­ление р0. Причем определим эту силу для двух случаев: жидкость расположена над цилиндрической поверхностью (см. рис. 2.5, а) и под ней (см. рис. 2.5, б). При определении силы, действующей на стенку, будем учитывать, что со стороны стенки на жидкость дей­ствует такая же сила, но в противоположном направлении.

Для определения силы F в первом случае (см. рис. 2.5, а) выде­лим объем жидкости, ограниченный поверхностью АВ и вертикаль­ными плоскостями, проходящими через границы выбранного уча­стка. На рис. 2.5, а эти плоскости отображены линиями AL и ВК. Рассмотрим условия равновесия выделенного объема в вертикальном

 

 

Рис. 2.5. Схема расположения силы давления на криволинейную поверхность в случае расположения жидкости над (а) и под (б) криволинейной поверхностью

 

и горизонтальном направлениях, из которых найдем верти­кальную FB и горизонтальную Fr составляющие силы F.

На выделенный объем жидкости в вертикальном направлении, кроме силы FB, действуют его вес G и сила давления на свобод­ную поверхность, равная произведению давления р0 на площадь горизонтальной проекции поверхности АВ, обозначаемую Sr. Тог да из условия равновесия найдем вертикальную составляющую

FB = p0Sr+G. (1.5)

При рассмотрении условия равновесия в горизонтальном на­правлении будем считать, что силы, действующие на поверхност ЕК и AL, взаимно уравновешены. Следовательно, на выделенны объем жидкости в горизонтальном направлении, кроме искомо силы Fr, действует только сила давления на площадь вертикально проекции поверхности АВ, обозначаемую SB. Ее найдем по форму­ле (2.4):

Fr = = (Ро + hcPg)Se, (2.6)

где Ис — глубина погружения центра тяжести поверхности АВ; площадь поверхности BE.

Определив по формулам (2.5) и (2.6) вертикальную FB и гори­зонтальную FT составляющие силы F, найдем ее численное значе­ние по зависимости

F = (2.7)

Зависимости (2.5)...(2.7) получены для случая с расположением жидкости над криволинейной поверхностью. Очевидно, что при



расположении жидкости снизу относительно стенки (см. рис. 2.5, б) давления в соответствующих точках будут точно такими, как и в первом случае. Поэтому и силы, действующие на стенку (полная сила и ее вертикальная и горизонтальная составляющие), будут такими же по значению. Но направления этих сил будут противо­положными, так как жидкость действует

на стенку с обратной сто­роны. Таким образом, формулы (2.5)...(2.7) будут справедливы и для этого случая. При этом в формулу (2.5) входит та же величина G, т.е. вес жидкости, которая заняла бы объем ABKL (выделен на рис. 2.5, б). Полученные зависимости справедливы для цилиндрической

поверхности, которая погружена в жидкость так, что ее образу­ющие параллельны свободной поверхности. Аналогичным образом могут быть получены формулы для произвольной криволинейной поверхности. Их отличие будет в том, что полная сила F будет равна векторной сумме не двух составляющих сил (как в предыду­щем случае), а трех. Причем одна из этих составляющих будет вер­тикальной, а две — горизонтальными и взаимно-перпендикулярными.

Важной задачей при решении некоторых практических вопро­сов является определение силы, выталкивающей тело, погружен­ное в жидкость. На рис. (2.6, а) изображено тело произвольной формы, погруженное в жидкость. Рассмотрим силы, действующие на это тело в вертикальном на­правлении.

При рассмотрении сил, дей­ствующих на тело, условно разде­лим его замкнутой линией MNOR на две части: верхнюю и нижнюю. Причем линия разделения MNOR проведена так, что ее проекция и проекция тела на свободную поверхность жидкости (т. е. верти­кально вверх) полностью совпа­дают. Обозначим вес жидкости, расположенной над телом, G0 (на рис. 2.6, а выделена штриховкой), а вес жидкости, вытесненной телом, — G, т. е. это вес жидкости, которая заняла бы объем погруженного тела (на рис. 2.6, а выделен затемнением).

Вертикальную силу (см. рис. 2.6, а), действующую на нижнюю поверхность тела, определим с использованием формулы (2.5):

FBl=p0Sr + G0+G, (2.8)

где Sr — площадь горизонтальной проекции тела на свободную по­верхность жидкости.

Таким же образом найдем вертикальную силу (см. рис. 2.6,а), действующую на верхнюю часть тела:

Fв2=PoSr + G0. (2.9)

Их равнодействующая сила Fa, направленная вверх, будет рав­на алгебраической сумме этих сил и с учетом (2.8) и (2.9) опреде­ляется по формуле

= - = G.

Силу Fa принято называть архимедовой силой, а полученную для ее определения зависимость — законом Архимеда, согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкива­ющая сила, направленная вверх и равная весу жидкости, вытес­ненной телом.

Точкой приложения этой силы является геометрический центр тела, который называется центром водоизмещения. Он может не совпадать с центром тяжести тела. Эти центры совпадают, если тело состоит из однородного и равномерно распределенно­го вещества. Плавающее тело будет находиться в устойчивом рав­новесии, когда центр водоизмещения располагается выше центра тяжести тела и они лежат на одной вертикальной прямой (см. рис. 2.6, б).

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Сила давления на криволинейные стенки. Плавание тел

Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 244; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. A- температурный коэффициент давления газа.
  2. Автоматические системы локализации и подавления взрывов в технологических аппаратах, устройство и принцип работы.
  3. Автоматические системы подавления взрывов, их устройство и принцип работы.
  4. Анализ изменения давления в цилиндре насоса в период всасывания
  5. Анализ изменения давления в цилиндре насоса в период нагнетания
  6. Атеросклероз - мультифакторное хроническое заболе­вание, хар-ся системным поражением в ос­новном артерий, обусловленное обменными нарушениями в тканях сосудистой стенки.
  7. Блок левого поперечного синуса (из-за сдавления гематомой).
  8. Величина давления начала впрыска для СДВС.
  9. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления
  10. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления
  11. Влияние гидродинамического давления.
  12. Воздействие избыточного давления на человека




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2018) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление ip: 54.81.150.27
Генерация страницы за: 0.003 сек.