Данное отверстие плотины перекрывается плоским прямоугольным щитом, верхняя кромка которого шарнирно прикреплена к плотине.

Данное отверстие плотины перекрывается плоским прямоугольным щитом, верхняя кромка которого шарнирно прикреплена к плотине. Какое усилие Q необходимо приложить к канату, чтобы открыть щит при следующих данных: уровень воды перед плотиной Н=5 м, высота щита h=2 м, ширина b=2 м, угол между направлением каната и горизонтом α=45º (рисунок 18). Рисунок 18. Дано: H=5 м; h=2 м; b=2 м; α=45º. Найти: Q.

Сила суммарного давления воды на щит:
(1)
где - плотность жидкости, ;
- ускорение свободного падения, ;
- глубина погружения центра тяжести смоченной площадки щита, ;
- площадь смоченной поверхности, ;
- уровень воды перед плотиной, ;
- высота щита, ;
P=1000∙9,81∙5-22∙1∙2=78,48 кН.
Центр давления для негоризонтальных стенок смещен относительно центра тяжести стенки на величину эксцентриситета . Его положение определяется формулой:
(2)
где - момент инерции смоченной площади стенки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести этой площадки, ;
- соответственно расстояния центра тяжести стенки и центра давления от линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью, ;
e=1212∙5-22=0,021 м;
тогда глубина погружения центра давления составит
(3)
hd=5-22+0,021=4,021 м

. Его положение определяется формулой:
(2)
где - момент инерции смоченной площади стенки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести этой площадки, ;
- соответственно расстояния центра тяжести стенки и центра давления от линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью, ;
e=1212∙5-22=0,021 м;
тогда глубина погружения центра давления составит
(3)
hd=5-22+0,021=4,021 м