Определить равнодействующую силу избыточного давления воды на плоский затвор, перекрывающий отверстие трубы. Определить координату

Определить равнодействующую силу избыточного давления воды на плоский затвор, перекрывающий отверстие трубы. Определить координату точки приложения равнодействующей силы давления воды ZD. № Н1 Н2 α Форма затвора размер задачи м м град 30 5 1 60 треугольник равносторонний а = 2 м

Пусть F1 и F2 - силы избыточного (без учёта атмосферного давления) гидростатического давления, действующие на затвор соответственно слева и справа. Их можно найти по следующему выражению:
Принимаем, что основание треугольного затвора лежит на дне, а вершина соответствует верхней точки трубы.
hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности затвора.
Высота затвора:
Высота трубы:
У равностороннего треугольника центр тяжести находится на расстоянии 2/3 h от вершины, или 1/3 h от основания . Положение центра тяжести треугольника при отсчёте от основания:
Расстояние от центра тяжести треугольника до дна:
Тогда в нашем случае, для поверхности треугольного щита слева, у равнобедренного треугольника центр тяжести будет находится на следующей глубине:
- для поверхности треугольного щита справа, смоченная поверхность представляет собой трапецию, с высотой:
Расстояние от большего основания трапеции до центра тяжести:
где b ширина меньшего основания:
глубина положения центра тяжести трапеции справа:
S - площадь смоченной поверхности щита, для треугольника слева:
справа смоченная поверхность представляет собой трапецию с высотой h2 = H2 / Sin 60o

. Положение центра тяжести треугольника при отсчёте от основания:
Расстояние от центра тяжести треугольника до дна:
Тогда в нашем случае, для поверхности треугольного щита слева, у равнобедренного треугольника центр тяжести будет находится на следующей глубине:
- для поверхности треугольного щита справа, смоченная поверхность представляет собой трапецию, с высотой:
Расстояние от большего основания трапеции до центра тяжести:
где b ширина меньшего основания:
глубина положения центра тяжести трапеции справа:
S - площадь смоченной поверхности щита, для треугольника слева:
справа смоченная поверхность представляет собой трапецию с высотой h2 = H2 / Sin 60o