Определить силу давления воды на сегментный щит радиусом R = 1,8 м и шириной

Определить силу давления воды на сегментный щит радиусом R = 1,8 м и шириной В = 4 м. Найти направление и точку приложения этой силы, если ось вращения щита лежит на уровне свободной поверхности воды, а центральный угол равен φ = 45о.

Найдём глубину воды перед затвором:
Толщина затвора, или расстояние по горизонтали между верхней и нижней смоченными точками:
У криволинейной поверхности будет 2 составляющие результирующей гидростатического давления: Fx – горизонтальная, Fz – вертикальная. Суммарная сила гидростатического давления на криволинейную поверхность:
F=Fx2+Fz2
а направление этой силы определяется углом наклона к горизонту β:
tgβ=FzFx
Величина горизонтальной составляющей суммарного давления не зависит от кривизны поверхности и равна площади проекции этой поверхности на вертикальное сечение, умноженное на гидростатическое давление в центре тяжести этой поверхности . В нашем случае проекцией будет прямоугольник, тогда горизонтальная составляющая:
hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности затвора, для прямоугольной проекции затвора:
Величина вертикальной составляющей суммарного давления равна весу жидкости в объёме тела давления

. В нашем случае проекцией будет прямоугольник, тогда горизонтальная составляющая:
hc - глубина погружения центра тяжести смоченной поверхности затвора, для прямоугольной проекции затвора:
Величина вертикальной составляющей суммарного давления равна весу жидкости в объёме тела давления