Сила статического давления жидкости на плоскую стенку

Если на плоскую стенку АВ (рис. 1.2), наклоненную под углом a к горизонту, с одной стороны действует жидкость, а с другой — атмо­сферное давление, то скалярная величина равнодействующей сил давления, воспринимаемая стенкой,

(1.34)

где р_Т — абсолютное давление в центре тяжести смоченной части стенки (точка T на рис. 1.2); р_a— атмосферное давление; s—площадь смо­ченной части стенки; Dp = р₀ - Р_а = rgh — разность между абсолют­ным давлением p₀ на свободной поверхности жидкости и атмосферным давлением; h_T — расстояние по вертикали от центра тяжести смоченной части стенки до свободной поверхности жидкости; h_П — расстояние по вертикали от свободной поверхности до пьезометрической плоскости (h_T >0; h_П >0 или h_П <0).

Точка пересечения линии действия силы c плоскостью стенки называется центром давления (точка D нарис. 1.2).

Положение центра давления относительно пьезометрической плос­кости определяется выражением

, (1.35)

где l_D и l_T — соответственно расстояния до центра давления и центра тяжести, отсчитываемые вдоль плоскости стенки от линии пересечения ее с пьезометрической плоскостью (см. рис. 1.2); J — момент инерции площади смоченной части стенки относительно горизонтальной оси, про­ходящей через ее центр тяжести.

Рис. 1.2. Наклонная плоская стенка АВ, на которую действует жидкость, нахо­дящаяся в закрытом резервуаре, с силой Р

Вопросы по теме 1.4.

1. Как определяется равнодействующая сил давления на твердую поверхность и что понимается под символом р_T?

2. Может ли равнодействующая сил давления действовать с внешней стороны твердой поверхности, где жидкости нет?

3. Что такое центр давления?

4. Может ли центр давления располагаться выше центра тяжести смо­ченной части плоской поверхности?