水力學(xué)第二章課后習(xí)題答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2.12 密閉容器，測壓管液面高于容器內(nèi)液面=1.8m，液體的密度為850kg/m3，求液面壓強(qiáng)。解：相對壓強(qiáng)為：kPa。絕對壓強(qiáng)為：kPa。答：液面相對壓強(qiáng)為kPa，絕對壓強(qiáng)為kPa。2.13 密閉容器，壓力表的示值為4900N/m2，壓力表中心比A點(diǎn)高0.4m，A點(diǎn)在水下1.5m，求水面壓強(qiáng)。解：（kPa）相對壓強(qiáng)為：kPa。絕對壓強(qiáng)為：kPa。答：水面相對壓強(qiáng)為kPa，絕對壓強(qiáng)為kPa。解：（1）總壓力：（kN）（2）支反力：kN不同之原因：總壓力位底面水壓力與面積的乘積，為壓力體。而支座反力與水體重量及箱體重力相平衡，而水體重量為水的實(shí)際體積。答：水箱底面上總

2、壓力是kN，4個支座的支座反力是kN。2.14 盛滿水的容器，頂口裝有活塞，直徑=0.4m，容器底的直徑=1.0m，高=1.8m，如活塞上加力2520N（包括活塞自重），求容器底的壓強(qiáng)和總壓力。解：（1）容器底的壓強(qiáng)：（kPa）（相對壓強(qiáng)）（2）容器底的總壓力：（kN）答：容器底的壓強(qiáng)為kPa，總壓力為kN。2.6用多管水銀測壓計(jì)測壓，圖中標(biāo)高的單位為m，試求水面的壓強(qiáng)。解：（kPa）答：水面的壓強(qiáng)kPa。2.8盛有水的密閉容器，水面壓強(qiáng)為，當(dāng)容器自由下落時，求水中壓強(qiáng)分部規(guī)律。解：選擇坐標(biāo)系，軸鉛垂朝上。由歐拉運(yùn)動方程：其中，即水中壓強(qiáng)分布答：水中壓強(qiáng)分部規(guī)律為。2.10圓柱形容器的半徑=1

3、5cm，高=50cm，盛水深=30cm，若容器以等角速度繞軸旋轉(zhuǎn)，試求最大為多少時不致使水從容器中溢出。解：建立隨圓柱容器一起轉(zhuǎn)動的坐標(biāo)系，點(diǎn)在水面最低點(diǎn)。則有：即有：其中：；故有：當(dāng)在自由面時，自由面滿足上式說明，對任意點(diǎn)的壓強(qiáng)，依然等于自由面壓強(qiáng)。等壓面為旋轉(zhuǎn)、相互平行的拋物面。答：最大為18.67rad/s時不致使水從容器中溢出。2.15 裝滿油的圓柱形容器，直徑=80cm，油的密度=801，頂蓋中心點(diǎn)裝有真空表，表的讀值為4900Pa，試求：（1）容器靜止時，作用于頂蓋上總壓力的大小和方向；（2）容器以角速度=20旋轉(zhuǎn)時，真空表的讀值不變，作用于頂蓋上總壓力的大小和方向。解：（1）kP

4、a相對壓強(qiáng)kPa（kN）負(fù)號說明頂蓋所受作用力指向下。（2）當(dāng)r/s時，壓強(qiáng)分布滿足坐頂中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，時，kPa（kN）總壓力指向上方。答：（1）容器靜止時，作用于頂蓋上總壓力的大小為kN，方向向下；（2）容器以角速度=20旋轉(zhuǎn)時，真空表的讀值不變，作用于頂蓋上總壓力為kN，方向指向上方。2.16 繪制題圖中面上的壓強(qiáng)分布圖。解：2.23 矩形平板閘門，一側(cè)擋水，已知長=2m，寬=1m，形心點(diǎn)水深=2m，傾角=，閘門上緣處設(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。解：（1）解析法。（kN）（m）對A點(diǎn)取矩，當(dāng)開啟閘門時，拉力滿足：（kN）當(dāng)kN時，可以開啟閘門。（2）圖解法。

5、壓強(qiáng)分布如圖所示：（kPa）（kPa）對A點(diǎn)取矩，有（kN）答：開啟閘門所需拉力kN。（kN）2.24 矩形閘門高=3m，寬=2m，上游水深=6m，下游水深=4.5m，試求：（1）作用在閘門上的靜水總壓力；（2）壓力中心的位置。解：（1）圖解法。壓強(qiáng)分布如圖所示：（kPa）（kN）合力作用位置：在閘門的幾何中心，即距地面處。（2）解析法。（kN）（m）（kN）（m）合力：（kN）合力作用位置（對閘門與渠底接觸點(diǎn)取矩）：（m）答：（1）作用在閘門上的靜水總壓力kN；（2）壓力中心的位置在閘門的幾何中心，即距地面處。2.15矩形平板閘門一側(cè)擋水，門高=1m，寬=0.8m，要求擋水深超過2m時，閘門

6、即可自動開啟，試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置。解：當(dāng)擋水深達(dá)到時，水壓力作用位置應(yīng)作用在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)水深大于時，水壓力作用位置應(yīng)作用于轉(zhuǎn)軸上，使閘門開啟。（kPa）（m）轉(zhuǎn)軸位置距渠底的距離為：（m）可行性判定：當(dāng)增大時增大，則減小，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米。答：轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置m。2.16金屬矩形平板閘門，門高=3m，寬=1m，由兩根工字鋼橫梁支撐，擋水面與閘門頂邊齊平，如要求兩橫梁所受的力相等，兩橫梁的位置、應(yīng)為多少？解：靜水總壓力：（kN）總壓力作用位置：距渠底（m）對總壓力作用點(diǎn)取矩，設(shè)水壓力合力為，對應(yīng)的水深為；（m）（m）（m）答：兩橫梁的位置m、m。2.25 一弧

7、形閘門，寬2m，圓心角=，半徑=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。解：（1）水平壓力：（kN）（）（2）垂向壓力：（kN）（）合力：（kN）答：作用在閘門上的靜水總壓力kN，。2.26 密閉盛水容器，水深=60cm，=100cm，水銀測壓計(jì)讀值=25cm，試求半徑=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。解：（1）確定水面壓強(qiáng)。（kPa）（2）計(jì)算水平分量。（kN）（3）計(jì)算鉛垂分力。（kN）答：半球形蓋所受總壓力的水平分力為kN，鉛垂分力為kN。2.27 球形密閉容器內(nèi)部充滿水，已知測壓管水面標(biāo)高=8.5m，球外自由水面標(biāo)高=3.5m，球直徑=2m，球壁重量不計(jì)，試求：（1）作用于半球連接螺栓上的總壓力；（2）作用于垂直