Char02 流体静力学Review.pptVIP

判断:下列压强分布图中哪个是错误的？ 1.平面受到的总压力 2. 压力中心 【例2.8】垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离 yD为？ 答：(2/3)h=2m 【例2.9】任意形状平面壁上静水压力的大小等于____处静水压强乘以受压面的面积。 A. 受压面的中心；??? ? B. 受压面的重心； C. 受压面的形心；??? ? D. 受压面的质心。???? 【例2.10】如图所示，一铅直矩形闸门，已知h1=1m，h2=2m，宽b=1.5m，求总压力及其作用点 。 【例2.11】已知矩形平面h=1m，H=3m，b=5m，求F的大小及作用点。 §2.8 浮力及浮潜体稳定 一、阿基米德定律、浮力、浸没物体的三态 阿基米德定律：物体在静止流体中所受到的静水总压力，仅有铅垂向上的分力，其大小恰等于物体（潜体、浮体）所排开的液体重量。 浮力：即在阿基米德定律中，物体所受到的具有把物体推向液体表面倾向的力的合力，即为浮力。浮力方向总是铅垂向上。 浮心：即浮力的作用点，该浮心与所排开液体体积的形心重合。 浮 力 浸没于液体中的物体，其表面受到铅直方向的总压力（即浮力）可以利用压力体的概念进行计算，例如，图a中的潜体受到的铅直总压力为： 图b中的浮体所受到的铅直方向的总压力为： 浸没物体的三态 浸没于液体中的物体不受其他物体支持时，受到重力G和浮力FZ作用，所以物体有下列三态： （1）沉体：当GFZ，下沉到底的物体。 （2）潜体：当G=FZ，潜没于液体中任意位置而保持平衡 即悬浮的物体。 （3）浮体：当GFZ，上浮至水面呈漂浮状态的物体。 【例2.14】在液体中潜体所受浮力的大小？ ? A. 与潜体的密度成正比； ? B. 与液体的密度成正比； ? C. 与潜体淹没的深度成正比； ? D. 与液体表面的压强成反比。 二、潜体的平衡与稳定性 浮心：受到的浮力Fz的作用点D称为浮心 重心：受到的重力G的作用点C称为重心 ?潜体的平衡条件是：重力G与浮力FZ大小相等，方向相反，作用在同一 铅垂直线上。 ?潜体平衡的稳定性：是指遇到外界扰动，潜体倾斜后，恢复它原来平衡状态的能力。 ?潜体的稳定平衡条件：重力G与浮力FZ大小相等，且重心C在浮心D之下。 潜体平衡的三种情况 潜体平衡的三种情况 ： 随遇平衡：重心C与浮心D重合 稳定平衡：重心C在浮心D之下 不稳定平衡：重心C在浮心D之上 三、浮体的平衡与稳定性 浮体的平衡条件：重力C与浮力Fz大小相等，方向相反，作用在同 一铅垂直线上。 浮体的平衡稳定性：对于浮体，重心C高于浮心D时，它的平衡也有稳定的可能，这是因为浮体倾斜后，浸没在水中的那部分形状改变了，浮心位置也随之移动。 定倾中心（metacenter）：当浮体倾斜后，通过D’的浮力Fz’的作用线与 物体的原中心线（浮轴）HH的交点M点。 定倾半径：定倾中心M到原浮心D的距离，以r表示。 偏心距：重心C与原浮心D的距离，以e表示。 定倾高度：定倾中心M与重心C的距离。 ?浮体的稳定条件： 稳定平衡：即re，即重心C在定倾中心M下。 ????? 不稳定平衡： 即re，即重心C在定倾中心M之上。 随遇平衡:? 即r=e，即重心C与定倾中心M重合。 【例2.15】浮体的稳定性条件是？ ? A. 浮体的定倾半径必须小于浮心与形心的偏心距； ? B. 浮体的定倾半径必须大于浮心与形心的偏心距； ? C. 浮体的定倾半径必须小于浮心与重心的偏心距； ? D. 浮体的定倾半径必须大于浮心与重心的偏心距。? 【例2.17】浮体的平衡稳定条件是什么？当re和r=e时，浮体各处于什么状态？ 解： §2.6 静止液体作用在平面上的总压力 二、总压力大小 作用在微分面积dA上的压力为 因作用在曲面上的总压力为空间力系问题，为便于分析，拟采用理论力学中的分解概念将其分解为水平分力和铅垂分力求解。 §2.7 静止液体作用在曲面上的总压力 1 .水平分力 积分得： 即作用在曲面上的水平分力等于受压形心处的相对压强pc-pa与其在铅垂面上的投影面积Ax的乘积。 2 .铅垂分力 积分得： 式中： 为压力体体积； 为受压面在水平面上的投影面积。 3 .合力 三、总压力的作用方向 四、总压力作用点 静止液体作用在曲面上的总压力作用点，一般与通过作图法确定。 §2.7 静止液体作用在曲面上的总压力 五、压力体概念 1 .压力体仅表示 的积分结果(体积)，与该体积内是否有液体存在无关。 §2.7 静止液体作用在曲面上的总压力 2 .压力体一般是由三种面所围成的体积，即 受压曲面（压力体的底面） 自由液面或自由液面的延长面（压力体的顶面） 由