Ciśnienie hydrostatyczne na pochyłej płaszczyźnie

Witam

Chcę sprawdzić za pomocą SW siłę ciśnienia wody na pochyłej płaszczyźnie. Kiedy przeprowadzam symulację na powierzchni pionowej, SW daje mi siłę wypadkową równą mojemu teoretycznemu wzorowi: F = 1/2 x ρ x g x H² x L, gdzie H to wysokość mojej płaszczyzny (a także wysokość wody), a L to jej szerokość.

Zasymulowałem to za pomocą płaszczyzny o wymiarach 1 m x 1 m z ciśnieniem hydrostatycznym, które zaczyna się od szczytu mojego samolotu:

Symulacja daje mi wypadkową siłę 4905 N, co odpowiada obliczeniom: 1/2 x 1000 x 9,81 x 1² x 1 = 4905 N

Jednakże, gdy biorę pod uwagę moją płaszczyznę nachyloną pod kątem 60°, tworzę nowy układ współrzędnych (nr 2), aby móc skonfigurować moje ciśnienie. Ciśnienie jest proporcjonalne do mojej wysokości, która tym razem przebiega wzdłuż osi Z mojego nowego układu współrzędnych:

W tym przypadku moje obliczenia teoretyczne mówią mi: F = 1/2 x ρ x g x H x h x L cos(α) gdzie H to wysokość zgodnie z moją osią Z (w moim przypadku 0,5 m), a h to wysokość nachylonej płaszczyzny (1 m). Więc: F = 1/2 x 1000 x 9,81 x 0,5 x 1 x 1 x cos (60°) = 1226 N
Ale kiedy obliczam SW znajduję: 2452 N

SW daje mi podwójnie. Wiemy, że cos(60°) = 0,5, więc stąd to pochodzi, ale nie rozumiem, dlaczego SW nie uzyskuje właściwego wyniku przy tych parametrach. Myślałem, że może to pochodzić z mojego ciśnienia, ale jest dobrze przyłożone zgodnie z moją wysokością Z mojego układu współrzędnych 2...

Zwlekam... Jakieś pomysły?

Witam

Głupia hipoteza, ponieważ jesteś skłonny, twoje ciśnienie tworzy dwie składowe: poziomą, ale także pionową (zero, gdy ściana jest pionowa). SW musi podać wynikową siłę, która jest sumą twoich dwóch sił (nawiasem mówiąc, widzimy 2 strzałki: niebieską, która jest normalną siłą działającą na ścianę i zieloną, która jest składową skierowaną w kierunku nachylenia). Nie robiłem żadnych obliczeń, ale twoje obawy mogą wynikać stamtąd.

Dobry wieczór

Po prostu wydaje się, że jest o jeden współczynnik za dużo w twoim wyrazie wysiłku, jak wybierasz: 0,5 lub 1/2 lub cos(60°)...
Stąd wynik o połowę mniejszy niż w symulacji.
image

1 polubienie

Witam

Tak, znalazłem swój błąd, to błędna interpretacja mojej formuły. Kiedy napisałem:

F = 1/2 x ρ x g x H x h x L cos(α) gdzie H oznacza wysokość zgodnie z moją osią Z (w moim przypadku 0,5 m), a h wysokość nachylonej płaszczyzny (1 m)

Obliczyłem wysokość H, przykładając mój cos60 (tj. 0,5), kiedy nie powinienem go mieć. Dlatego miałem wynik, który był 2 razy niższy. Właściwa formuła to:

F = 1/2 x ρ x g x H x W cos(α), gdzie H jest wysokością nachylonej płaszczyzny (1 m), L jest szerokością (1 m)

Dziękuję za wnikliwość, która pozwoliła mi zidentyfikować mój błąd.

1 polubienie