水力學課后答案

1、1 2 6 11 答案在作業(yè)本m，2.12 （注：書中求絕對壓強）用多管水銀測壓計測壓，圖中標高的單位為試求水面的壓強 p0p0 3.01.42.5 解： p0 p4 3.0 1.4 gp5 2.5 1.4 Hg g 3.0 1.4 gpa 2.3 1.2 Hg g 2.5 1.2 g 2.5 1.4 Hg g 3.0 1.4 gpa 2.3 2.5 1.2 1.4 Hg g 2.5 3.0 1.2 1.4 gpa2.3 2.5 1.2 1.4 13.6 2.5 3.0 1.2 1.4 g gpa 265.00 （kPa）答：水面的壓強 p0 265.00kPa。2-12形平板閘門 AB ，一

2、側(cè)擋水，已知長 l=2m，寬 b =1m，形心點水深 hc=2m， 傾角 =45 ，閘門上緣 A處設(shè)有轉(zhuǎn)軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，試求開啟 閘門所需拉力 T 。參考 .資料ThcAbB解：（1）解析法。P pC A hC g bl 1000 9.807 2 1 2 39.228 （kN ） bl3yD yC I ChC12 2 2 2 2 2 2.946D C yCA sinhC bl sin45 12 2 12sin sin45參考 .資料參考 .資料2-13 矩形閘門高 h =3m，寬 b =2m，上游水深 h1 =6m，下游水深 h2 =4.5m，試求： （ 1）作用在閘門上的靜水總

3、壓力； （2）壓力中心的位置。解：（1）圖解法。壓強分布如圖所示：h1h2p p h1 h h2 h gh1 h2 g6 4.5 1000 9.80714.71（kPa）P p h b 14.71 3 2 88.263 （kN ）參考 .資料合力作用位置：在閘門的幾何中心，即距地面（1.5m, b） 處。 22）解析法P1 p1Ag h1 1.5 hb 6 1.5 9807 3 2 264.789 （kN）bh3yD1yC 2ICyC2A4.5124.5 bh14.54.52 h* 21214.520.25 0.75 4.667 （m）P2 p2 Ag h2 1.5 hb 3 9.807 3

4、2 176.526（kN）yD2yC1ICyC1A1yC12yC10.75 3.25 （m）合力： P P1 P2 88.263 （kN） 合力作用位置（對閘門與渠底接觸點取矩） ： yDP P1 h1 yD1 P2 h2 yD2yDP1 h1 yD1 P2 h2 yD2P264.789 6 4.667 176.526 4.5 3.25解：當擋水深達到 h1時，水壓力作用位置應作用在轉(zhuǎn)軸上，當水深大于 h1 時，水壓力作用位置應作用于轉(zhuǎn)軸上，使閘門開啟。hP h1 h g hb 1.5 1000 9.807 1 0.8 11.7684 （kPa）12h21.5h112121.5 121.556

5、（m）轉(zhuǎn)軸位置距渠底的距離為： 2 1.556 0.444 （m）可行性判定：當 h1 增大時 yCh1 h2 增大，則 yICCA 減小，即壓力作用位置距閘門形越近，即作用力距渠底的距離將大于 0.444 米 答：轉(zhuǎn)軸應設(shè)的位置 y 0.444m。2 -16 一弧形閘門，寬 2m，圓心角，半徑 R=3m ，閘門轉(zhuǎn)軸與水平齊平，試求作用在閘門上的靜水總壓力的大小和方向。參考 .資料參考 .資料1 =8.5m，球外自由水面標1）作用于半球連接螺栓上2-18 球形密閉容器內(nèi)部充滿水，已知測壓管水面標高 高 2 =3.5m ，球直徑 D=2m ，球壁重量不計，試求： 的總壓力；（2）作用于垂直柱上的

6、水平力和豎向力。解：（1）取上半球為研究對象，受力如圖所示 Pz V g2D2112g2228.5 3.5 1000 9.8074154.048（kN） T Pz 154.048 （kN ）2）取下半球為研究對象，受力如圖。參考 .資料PzD2y1 2 g 8.5 3.5 1000 9.807 154.048 （kN）44Fz Pz T 0Fx Fy 0答：1）作用于半球連接螺栓上的總壓力為 154.048kN；（2）作用于垂直柱上的 水平力和豎向力 Fx Fy 0 。參考 .資料2-19 密閉盛水容器，水深 h1=60cm， h2 =100cm，水銀測壓計讀值 h=25cm，試求半徑 R =

7、0.5m的半球形蓋 AB 所受總壓力的水平分力和鉛垂分力h2h1h解：（1）確定水面壓強 p0 。p0h Hg g g h Hg h11000 9.807 0.25 13.6 0.627.460（kPa）（2）計算水平分量 Px 。2Px pC A p0 h2 g R2227.460 1.0 9.807 0.5229.269（kN）（3）計算鉛垂分力 Pz 。4 R3 1 40.53Pz V g g 9.807 2.567 （kN ）3 2 6答：半球形蓋 AB 所受總壓力的水平分力為 29.269kN，鉛垂分力為 2.567kN參考 .資料參考 .資料88.2631.499 （m）答：（1）作用在閘門上的靜水總壓力 88.263kN ；（2）壓