Определить силу манометрического давления води на секторный затвор, перекрывающий отверстие шириной b=6м и высотой

Определить силу манометрического давления води на секторный затвор, перекрывающий отверстие шириной b=6м и высотой a=1,2м. Глубина воды в верхнем бьефе h=4м. Радиус затвора r=2м. Координаты центра давления вычислить аналитическим способом и проверить графически.

Горизонтальная составляющая избыточного гидростатического давления силы на криволинейную стенку:
Н=240,15кН
где - координата центра тяжести
- площадь проекции
кг/м3 – плотность воды.
м – уровень воды.
м – высота затвора.
м/с2 – ускорение свободного падения.
м - ширина затвора
Смещение относительно центра тяжести площадки на величину :
где м4 - момент инерции проекции относительно центральной оси;
Расстояние от центра приложения силы до пьезометрической плоскости;
м
Давления в точке А:
Па=27,47кПа
Давления в точке В:
Па=39,24кПа
Вертикальная составляющая избыточного гидростатического давления силы на криволинейную стенку:
Н=394,0кН
Определим угол сектора φ
Определим АС:
м
где
м2
Вектор силы направлен вертикально и проходит через точку центра давления, которая на величину относительно точки О:
где площадь прямоугольника
координата центра тяжести прямоугольника
координата центра тяжести АВС.
м
Определение величины силы гидростатического давления осуществляется по соотношению:
Н
Вектор результирующей силы под углом к горизонтали: