Для круглосуточного снабжения водой небольшого населенного пункта обычно используется водонапорная башня, которая представляет собой опорную конструкцию с расположенным на ней баком, предназначенным для хранения необходимого запаса воды. Схематично такая

Для круглосуточного снабжения водой небольшого населенного пункта обычно используется водонапорная башня, которая представляет собой опорную конструкцию с расположенным на ней баком, предназначенным для хранения необходимого запаса воды. Схематично такая система показана на рисунке (без опорной конструкции). По трубопроводу 1 из скважины насосом в бак 2 подается вода, уровень которой может колебаться от минимальной отметки $\nabla_{\text {min }}=20 \mathrm{~m}$ до максимальной $\nabla_{\text {max }}=25 \mathrm{~m}$. Бак имеет выпускную трубу 3 квадратного сечения размером $\mathrm{a}\times\mathrm{a}=0,2\times0,2\mathrm{~}м^2$, перекрываемую плоским затвором 4 , который может поворачиваться относительно горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести. По магистральному трубопроводу диаметром $\mathrm{D}=150 м м$ (шероховатость $\Delta=0,3мм$ мм), состоящему из трех участков 5 с одинаковой приведенной длиной $\mathrm{L}=300\mathrm{~}м$, вода поступает в шесть распределительных трубопроводов 6 , расход в каждом из которых Q может меняться в разное время суток от 0 до $5 л / \mathrm{c}$.

Определить:\nI. Получить в аналитическом виде функциональные зависимости силы давления воды $\mathrm{P}(\mathrm{Z})$ на затвор 4 и ее момента относительно оси вращения затвора M(Z) при изменении уровня воды в баке в пределах $0<Z<2$ a. Построить графики этих функций.