Условие задачи
Поворотный вертикальный затвор квадратного сечения со стороной а, перекрывающий вход воды в штольню, может вращаться вокруг горизонтальной оси шарнира О, проходящей через центр затвора (рис. 2.5).
Определить силу F, которую нужно приложить к нижней кромке затвора, чтобы удержать его в заданном положении, если глубина воды перед затвором h. В штольне справа – воздух. Трением в шарнире О пренебречь.
Представить аналитический и графо-аналитический методы определения величины силы давления воды, её линии действия и точки приложения. Плотность воды ρ = 103 кг/м3.
Ответ
Сила давления воды на верхнюю часть затвора:
Эта сила приложена в центре давления ,который смещен относительно центра тяжести верхней части затвора на величину эксцентриситета: