Дано: В водоеме глубиной h = 35.0000 м есть плоская поверхность прямоугольника с шириной d = 6.0000 м и высотой b = 3.0000 м, наклоненная под углом Al = 48.0000 градусов. Атмосферное давление Pa= 0.1013E+06 Па.
Определить: Местоположение центра давления.
Определить: Местоположение центра давления.
Шерлок
Для определения местоположения центра давления прямоугольника на плоской поверхности нам понадобится использовать формулу:
\[y_c = \frac{\sum y_i A_i}{\sum A_i}\]
Где \(y_c\) - расстояние от нижнего края прямоугольника до центра давления, \(y_i\) - расстояние от нижнего края прямоугольника до элементов площади, \(A_i\) - площадь каждого элемента площади.
Для начала нам потребуется найти площадь каждого элемента площади. Мы можем разделить прямоугольник на бесконечно малые полосы шириной \(dy\).
Площадь каждого элемента площади, \(dA_i\), будет равна \(dA_i = b \cdot dy\), где \(b\) - высота прямоугольника.
Теперь мы должны определить расстояние \(y_i\) от нижнего края прямоугольника до каждого элемента площади. Учитывая, что угол наклона плоскости под углом \(\alpha\), расстояние можно определить как \(y_i = y \cdot \sin(\alpha)\), где \(y\) - расстояние от нижнего края плоскости до элемента площади.
Теперь, используя формулу для расчета местоположения центра давления, мы можем выполнять вычисления:
\[\sum y_i A_i = \int_{0}^{b} y \cdot \sin(\alpha) \cdot b \cdot dy\]
\[\sum A_i = \int_{0}^{b} b \cdot dy\]
Проинтегрируем первое выражение:
\[\sum y_i A_i = b \int_{0}^{b} y \cdot \sin(\alpha) \cdot dy = \frac{b}{2} \cdot (\sin(\alpha) \cdot b^2)\]
\[\sum A_i = b \int_{0}^{b} dy = b \cdot b = b^2\]
Теперь можем найти расстояние \(y_c\) от нижнего края прямоугольника до центра давления:
\[y_c = \frac{\sum y_i A_i}{\sum A_i} = \frac{\frac{b}{2} \cdot (\sin(\alpha) \cdot b^2)}{b^2} = \frac{1}{2} \cdot \sin(\alpha) \cdot b\]
Используя заданные значения, мы можем вычислить местоположение центра давления:
\[y_c = \frac{1}{2} \cdot \sin(48) \cdot 3.0000 = \textbf{1.1730} \, \text{м}\]
Таким образом, местоположение центра давления прямоугольника на плоской поверхности равно 1.1730 метра от нижнего края прямоугольника.
\[y_c = \frac{\sum y_i A_i}{\sum A_i}\]
Где \(y_c\) - расстояние от нижнего края прямоугольника до центра давления, \(y_i\) - расстояние от нижнего края прямоугольника до элементов площади, \(A_i\) - площадь каждого элемента площади.
Для начала нам потребуется найти площадь каждого элемента площади. Мы можем разделить прямоугольник на бесконечно малые полосы шириной \(dy\).
Площадь каждого элемента площади, \(dA_i\), будет равна \(dA_i = b \cdot dy\), где \(b\) - высота прямоугольника.
Теперь мы должны определить расстояние \(y_i\) от нижнего края прямоугольника до каждого элемента площади. Учитывая, что угол наклона плоскости под углом \(\alpha\), расстояние можно определить как \(y_i = y \cdot \sin(\alpha)\), где \(y\) - расстояние от нижнего края плоскости до элемента площади.
Теперь, используя формулу для расчета местоположения центра давления, мы можем выполнять вычисления:
\[\sum y_i A_i = \int_{0}^{b} y \cdot \sin(\alpha) \cdot b \cdot dy\]
\[\sum A_i = \int_{0}^{b} b \cdot dy\]
Проинтегрируем первое выражение:
\[\sum y_i A_i = b \int_{0}^{b} y \cdot \sin(\alpha) \cdot dy = \frac{b}{2} \cdot (\sin(\alpha) \cdot b^2)\]
\[\sum A_i = b \int_{0}^{b} dy = b \cdot b = b^2\]
Теперь можем найти расстояние \(y_c\) от нижнего края прямоугольника до центра давления:
\[y_c = \frac{\sum y_i A_i}{\sum A_i} = \frac{\frac{b}{2} \cdot (\sin(\alpha) \cdot b^2)}{b^2} = \frac{1}{2} \cdot \sin(\alpha) \cdot b\]
Используя заданные значения, мы можем вычислить местоположение центра давления:
\[y_c = \frac{1}{2} \cdot \sin(48) \cdot 3.0000 = \textbf{1.1730} \, \text{м}\]
Таким образом, местоположение центра давления прямоугольника на плоской поверхности равно 1.1730 метра от нижнего края прямоугольника.
Знаешь ответ?