Page 58 - 6624

2.9 Сила тиску рідини на плоскі стінки
Питання про визначення сили тиску рідини на ту чи іншу
поверхню (стінку, заглушку, мембрану тощо) має велике
практичне значення. При цьому слід розрізняти такі випадки:
1) рідина «невагома», її маса не має істотного впливу на
величину самого тиску і 2) рідина «важка», сила тиску
створюється виключно завдяки вазі рідини.
Рідину можна розглядати як невагому в закритих
посудинах, що перебувають під значним внутрішнім тиском
(наприклад, в трубах, котлах). Важкою рідину вважають перш
за все у відкритих резервуарах, заповнених краплинною
рідиною (водою, нафтою), а також у різних гідротехнічних
спорудах.
Звичайно нас цікавить надлишкова сила тиску (порівняно
з силою атмосферного тиску), тому надалі будемо виходити
не з абсолютного, а з надлишкового тиску. Почнемо з плоских
поверхонь, а потім перейдемо до неплоских.
Невагома рідина. У цьому випадку тиск в усіх точках
закритої посудини, заповненої краплинною рідиною або
газом, можна вважати однаковим. Отже, сила тиску на плоску
стінку такої посудини дорівнюватиме добутку даної площі S
на надлишковий тиск у посудині p надл, тобто
p = p надл ∙S.
Важка рідина. Припустимо, що плоска стінка АВ
відкритого резервуара утворює певний кут 0 з горизонтом
(рис. 2.19). Сила надлишкового тиску тут виникає внаслідок
ваги самої рідини. Визначимо цю силу, яка діє на деяку площу
S цієї стінки.
На різні точки площі S, що перебувають на різних
глибинах, діють різні тиски. Тому для обчислення шуканої
сили F на дану площу S спочатку знайдемо силу тиску на
елементарну площадку
dF = p надл dS.
Площадка dS розміщена на глибині h, і тиск на неї за
формулою (2.46)

p надл = gh.

58