Консультация онлайн # 161384

Раздел: Физика
Автор вопроса: Олька
Дата: 25.02.2009, 15:16 Консультация неактивна
Поступило ответов: 1
Здравствуйте уважаемые эксперты, помогите пожалуйста решить задачу. Определить величину и направление равнодействующей сил
избыточного давления со стороны воды на скулу танкера АВ длиной ΔL=5м при осадке Т=8м, радиусе скулы r=2м. Рисунок в приложение http://pic.ipicture.ru/uploads/090225/0R2GwN65ch.jpg. Заранее благодарна.

Ответ # 1, Baybak (Посетитель)

Здравствуйте, Олька!
Определить величину
F=?
и направление
f=?
равнодействующей сил избыточного давления со стороны воды на скулу танкера
АВ
длиной
L=5м
при осадке
Т=8м
радиусе скулы
r=2м.
___
Обозначения
ось '0y' направлена вверх
ось '0x' направлена вправо
f= угол от положительного направления оси '0x' до направления силы
g= 9.8 (м/сек^2), ускор. своб. падения
q= 1e3 (кг/м^3), плотность воды, лучше обозначить "ро малое"

Так как в задаче спрашивается, "со стороны воды", то, я думаю,
надо считать без учета атмосферного давления

горизонтальная составляющая силы
Fx= Sx*p(sr)= L*r*(q*g*((T-r+T)/2))
где
Sx= L*r, площадь проекции скулы на плоскость перпендикулярную к оси '0x'
p(sr)= q*g*((T-r+T)/2), среднее давление на 'Sx'
Fx= 5*2*(1e3*9.8*((8-2+8)/2))= 6,86E5 (Н)

вертикальная составляющая силы
Fy= Sy*p(T)- q*g*V(воды)
где
Sy= площадь проекции скулы на плоскость перпендикулярную к оси '0y'
p(T)= давление на глубине 'T'
V(воды)= r^2- pi*r^2/4, (объем занятый водой из-за того, что скула закруглена, а не прямоугольная
Fy= L*r*(q*g*T)- q*g*L*(r^2- pi*r^2/4)
Fy= 5*2*1e3*9.8*8- 1e3*9.8*5*(2^2- pi*2^2/4)= 7,42E5 (Н)

Результирующая сила
F= sqrt(Fx^2+Fy^2)
F= sqrt(6.86e5^2+ 7.42e5^2)= 1,01E6 (Н)

Угол
f= arccos(Fx/F)= arccos(6.86e5/1.01e6)= 0,8241 (рад)= 47.2 (градуса)

___
Подробнее по поводу V(воды).
Если бы скула была не круглая, а прямоугольная и состояла из двух плоских листов,
то сила действующая на нижний лист была бы
Fy= L*r*q*g*T
но так как скула круглая, то сила будет меньше на вес воды занимающей разность объемов между прямоугольной и круглой скулами.
Fy= L*r*q*g*T- q*g*L*(r^2- pi*r^2/4)

Baybak

Посетитель
26.02.2009, 14:52
Нет оценки ответа

Мини-форум консультации # 161384


Нет сообщений в мини-форуме
Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.