2 Задание для практической работы

Щит, перекрывающий канал, расположен под углом к горизонту и закреплен шарнирно к опоре над водой (рис. 8). Определить усилие, которое необходимо приложить к тросу для открытия щита, если ширина щита b, глубина воды перед щитом , а после щита . Шарнир расположен над высоким уровнем воды на расстоянии . Весом щита и трением в шарнире пренебречь.

Таблица 9.

Задание для вариантов

Вариант	Дано
	b, м	, м	, м	, м	α, град
1	2	3	4	5	6
1	2	2	1	0,5	45
2		2,2	1,2	0,6	60
3		2,3	1,3	0,7	30
4		2,4	1,4	1	45
5		2,5	1,5	1	45
6		3	2	1,2	60
7		3	2	0,5	45
8		2,2	1,2	0,6	60
9		2,3	1,3	1	45
10		2,5	1	1	30

Рисунок 8.

3 Порядок выполнения работы

Задача заключается в нахождении силы гидростатического давления на плоскую стенку, а также в определении точки ее приложения.

На щит действуют две силы, направленные навстречу друг другу: сила давления столба воды высотой и сила давления столба воды высотой . Так как они направлены в разные стороны по одной линии, их нужно сложить, учитывая их знаки.

Для усилия, прикладываемого к торсу, необходимо составить уравнение моментов всех сил, составляющих и равнодействующей, относительно оси, вокруг которой может вращаться щит.

Ось выбирается произвольно (А-А, О-О). Для окончательного ответа, необходимо найти длину плеч составляющих сил.

Пример 7.

Щит, перекрывающий канал, расположен под углом к горизонту и закреплен шарнирно к опоре над водой (рис. 8). Определить усилие, которое необходимо приложить к тросу для открытия щита, если ширина щита b, глубина воды перед щитом , а после щита . Шарнир расположен над высоким уровнем воды на расстоянии . Весом щита и трением в шарнире пренебречь.

Дано:

b = 1,85 м;

= 2,3 м;

= 1,5 м;

=1,03 м

=

Т = ?

Решение:

Сила суммарного давления воды:

слева:

= ·S; (40)

= ; S = b ;

= = = 55428,8 Н; (41)

справа:

= = = 23575,6 Н (42)

Находим расстояние от шарнира до центров приложения сил давления:

3,27 м;

Составим уравнение моментов сил относительно шарнира О:

= - · + · + T· =0; (43)

где = ( + )·ctgα = (2.3 + 1,03)·ctg = 1.92 м;

Тогда:

45.3 кН.

Ответ: Т = 45.3 кН.