CHƯƠNG 2 THỦY TĨNH học

ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH PHẲNG 2.5.. ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG... Hai tính chất cơ bản của áp suất thủy tĩnh tại mọi điểm bất kỳ trong chất lỏng bằng nh

THỦY LỰC ĐẠI CƯƠNG

2.4 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH PHẲNG

2.5 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG



2.1 ÁP SUẤT THỦY TĨNH - ÁP LỰC 2.1.3 Hai tính chất cơ bản của áp suất thủy tĩnh

tại mọi điểm bất kỳ trong chất

lỏng bằng nhau theo mọi

2.2 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG CÂN BẰNG

z

M (p)

p

O dx dy

dz

dy2

dxx

dy2

dxx

Lực khối tác dụng vào khối chất lỏng:

Fx.m = Fx.(.dx.dy.dz)

z y

F

2.2 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG CÂN BẰNG 2.2.1 Phương trình Euler

0 dz

dy dx F dz

.

dy 2

dx x

p p

dz

dy 2

dx x

p

1 F

0 y

p

1 F

0 x

p

1 F

2.2 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG CÂN BẰNG 2.2.2 Phương trình vi phân toàn phần

dp

1 dz

F dy

F dx

p 1

F

0 y

p 1

F

0 x

p 1

F

z y x

dz dy

y

p dx

x

p

1 dz

F dy

F dx

Fx y z

2.2 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA CHẤT LỎNG CÂN BẰNG

2.2.3 Mặt đẳng áp

Mặt đẳng áp là mặt có áp suất thủy tĩnh tại mọi điểm đều bằng nhau, tức là p = const, hay dp = 0

0 dz

F dy

F dx

2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC

2.3.1 Phương trình cơ bản của thủy tĩnh học

Các lực tác dụng vào khối chất lỏng đó:

Fx = 0 Fy = 0 Fz = -g

Thay các lực tác dụng vào phương trình vi

phân toàn phần của chất lỏng đứng cân bằng:

po

zoz

p

z  p = p o + h

2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC

2.3.2 Định luật bình thông nhau

Hai bình thông nhau chứa đựng chất lỏng khác

nhau và có áp suất trên mặt thoáng bằng nhau,

độ cao của chất lỏng ở mỗi bình tính từ mặt

phân chia hai chất lỏng đến mặt thoáng sẽ tỷ

lệ nghịch với trọng lƣợng riêng của chất lỏng

2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC 2.3.3 Phân loại áp suất

2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC

Một số chú ý

- Tại vị trí nào của khối chất lỏng đang xét có áp suất dƣ mang trị số

âm, thì ở đó có áp suất chân không

- Các giá trị áp suất có thể biểu thị chiều cao của cột chất lỏng đo



d

ph



 ck ck

p h

- Áp suất trên mặt thoáng của chất lỏng tiếp xúc với khí trời:

pd = 0

pt = pa 9810 10(mH O)

98100 p

2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC

Ví dụ: Xác định độ cao h của nước dâng lên trong ống Biết áp suất

tuyệt đối trong ống pot = 0,95 at

h

a a

pa

pot

2.3 SỰ CÂN BẰNG CỦA CHẤT LỎNG TRỌNG LỰC

2.3.4 Đồ phân bố áp suất - Đồ áp lực

Phương trình cơ bản thủy tĩnh :

p = po + h

tĩnh trong hệ tọa độ (p,h) được gọi là đồ

phân bố áp suất thủy tĩnh

dựng phương pháp tính và thể hiện quy

luật phân bố áp suất, thay trục p bằng trục

A A" A'

h'

o

2.4 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH PHẲNG

1 Trị số

Công thức tổng quát: P = (po + hc)

Khi po = pa thì P = Pd = hc

2 Phương chiều của áp lực thuỷ tĩnh

- Có phương vuông góc với diện tích chịu lực

- Có chiều tác dụng lực hướng vào diện tích

D

z

I z

a

12

.a3b

D

h

I h

2.4 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH PHẲNG

 Ví dụ Xác định áp lực nước lên cửa van của một cống tháo

nước có chiều cao h = 1,5 m, chiều rộng b = 5m Biết chiều sâu mực nước trước cống và sau cống h1 = 4 (m) và h2 = 2 (m)

B

h1

h2h

45°

45°

D D D

P

2.5 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG

* Vật áp lực

Khái niệm: Vật áp lực (W) của một

mặt cong ngập trong chất lỏng là thể

tích của hình trụ đứng có đáy dưới là

diện tích chịu lực , đáy trên là hình

chiều của diện tích  lên mặt thoáng

chất lỏng (hoặc phần kéo dài của mặt

2.5 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG

Áp lực tác dụng lên mặt cong

được phân thành 3 thành phần

theo hệ trục toạ độ

Nên ta có:

Mặt cong nghiên cứu trong phần này thường là các dạng mặt

cong đơn giản có trục Oy song song với đường sinh hoặc lực

theo phương y có tính chất đối xứng nên Py = 0

Nên ta chỉ cần xác định 2 thành phần lực theo phương x và z

z

dP dP

o p



2 2

2

z y

P

2 2

z

P

2.5 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG

- Phương của lực tác dụng lập với phương ngang góc 

- Vị trí điểm đặt lực xác định dựa trên góc  và hệ tọa độ được

chọn

x

z

P P

tg  

2.5 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG

Ví dụ Xác định áp lực tổng hợp của nước tác dụng lên cửa van AB có dạng ¼

hình trụ, đường sinh b = 3 (m), bán kính cong cửa van R = 1 (m) Độ sâu mực nước trước cửa van h = 2(m)

R

h

O A

2.5 ÁP LỰC CỦA CHẤT LỎNG TÁC DỤNG LÊN THÀNH CONG