Розв'язання задачі з гідравліки: Визначення сили гідростатичного тиску та побудова епюри

Постановка задачі

Прямокутна вертикальна стінка резервуару має висоту h = 4 м і ширину b = 3 м. Резервуар заповнений водою (густина ρ = 1000 кг/м³, g = 9.81 м/с²). Визначити силу гідростатичного тиску на стінку та побудувати епюру тиску.

Теоретичні основи

Гідростатичний тиск: p(y) = ρ · g · y.

Сила тиску: F = ρ · g · b · (h² / 2).

Крок за кроком розв'язання

1. Максимальний тиск: p_max = 1000 · 9.81 · 4 = 39240 Па.
2. Сила тиску: F = 1000 · 9.81 · 3 · (4² / 2) = 235440 Н.
3. Центр тиску: y_c = (2/3) · 4 = 2.67 м від поверхні.

Побудова епюри тиску

Епюра — лінійний трикутник від 0 Па до 39240 Па на глибині 4 м.