Условие задачи
Запорноопоплавковый клапан бака водонапорной башни имеет следующие размеры: d = 100 мм; l = 68 мм; l1 = 520 мм; D = 325 мм. Если уровень воды не достигает полушара 2, то клапан 1 открыт и вода поступает в бак. По мере подъема уровня воды и погружения в нее полушара на рычаг 3 начинает действовать сила Pвыт, равная выталкивающей силе воды (по закону Архимеда). Через рычаг усилие передается на клапан. Если величина этого усилия превысит силу давления воды p на клапан, то он закроется и вода перестанет поступать в бак.
Определить, до какого предельного давления p клапан будет закрыт, если допускается погружение в воду только полушара поплавка (до линии a–a).
Ответ
Сила суммарного давления воды на клапан:
где p гидростатическое давление в корпусе клапана;
площадь клапана.
Выталкивающая сила воды, действующая на поплавок, в соответствии с законом Архимеда
