Методика проведения работы. Закрыв кран 5 (см. рисунок 1.3) и придерживая заслонку 6 в закрытом состоянии с помощью рычага 8, включают насос 2 и заполняют резервуар 1 водой на высоту от

Закрыв кран 5 (см. рисунок 1.3) и придерживая заслонку 6 в закрытом состоянии с помощью рычага 8, включают насос 2 и заполняют резервуар 1 водой на высоту от 0, 3 до 0, 5 м. Затем выключают насос и устанавливают груз 9 на рычаг 8 на определенном расстоянии l_G от заслонки. Открывают вентиль 5 и фиксируют уровень жидкости (Н) в момент открывания заслонки. Для каждого плеча l_G опыт повторяется не менее трех раз. Среднее значение Н заносится в таблицу 1.1.

Во время открытия заслонки момент силы гидростатического давления M_F относительно оси 7 приблизительно равен моменту веса груза М_G относительно той же оси: M_F = M_G или

, (1.4)

где F – сила гидростатического давления, Па;

l_F – плечо силы F, м;

G – вес груза, Н (20 Н);

1_G – плечо груза G, м.

При условии = р_а (резервуар открыт в атмосферу) сила гидростатического давления

(1.5)

Плечо силы F рассчитывается по формуле (см. рисунок 1.3)

, (1.6)

где , м⁴;

d – диаметр заслонки, м;

d ₀ – диаметр отверстия, м;

b ₁ – расстояние от оси 7 закрепления заслонки до верхней кромки заслонки, м;

S – площадь заслонки, м.

 

(1.7)

Полагая, что S» , подставим найденные значения силы F и ее плеча l_F в формулу (1.5), получим:

, (1.8)

откуда найдем расчетное значение глубины погружения центра тяжести заслонки:

 

(1.9)

 

1.7 Обработка опытных данных

1.7.1 По формуле (1.9) находят расчетное значение и сравнивают его со значением , найденным из опытов:

,

где Н – высота жидкости в резервуаре в момент открывания заслонки, м.

1.7.2 Определяют гидростатическое давление по формуле (1.1) и силу гидростатического давления по формуле (1.5), приняв S= .

1.7.3 Определяют величину смещения центра давления относительно центра тяжести заслонки по формуле (1.3). Результаты вычислений вносят в таблицу 1.1.

1.7.4 Строят опытную и расчетную зависимости силы гидростатического давления от расчетной глубины погружения центра тяжести.

1.7.5 Строят эпюру гидростатического давления.

 

Таблица 1.1 – Опытные и расчетные данные

Наименование величины	Длина плеча l G, м
д
Высота столба воды Н, м
Глубина погружения центра тяжести из опыта м
Глубина погруже­ния центра тяжес­ти расчетная hc, м
Гидростатическое давление опытное р´, Па
Гидростатическое давление расчетное р, Па
Сила гидростатического давления опытная F ´, H
Сила гидростатического давления расчетная F, H
Смещение центра давления относительно центра тя­жести е, м

 

1.8 Контрольные вопросы

1. Перечислите основные свойства жидкостей. Каково влияние температуры и давления на вязкость капельных жидкостей и газов?

2. В чем заключается и проявляется текучесть жидкости?

3. Определите понятие идеальной и реальной жидкости.

4. Определите понятие относительного и абсолютного покоя.

5. Какие силы действуют на жидкость, находящуюся в состоянии относительного покоя?

6. Что называется гидростатическим давлением? Каковы свойства гидростатического давления?

7. Что такое давление абсолютное, избыточное, вакуум?

8. Каково основное уравнение гидростатики? Закон Паскаля.

9. Что называется эпюрой гидростатического давления?

10. Что называется поверхностью уровня?

11. Как определяется сила, действующая на плоскую поверхность, погруженную в жидкость, и где она приложена?

12. Чем обусловлено смещение точки приложения силы избыточного давления относительно центра тяжести?