已知:矩形闸门浸没在具有大气压自由面的水中(下图) 矩形长×宽=l×b=4m×2m b边与自由液面平行 z边与自由液面

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已知:矩形闸门浸没在具有大气压自由面的水中(下图),矩形长×宽=l×b=4m×2m,b边与自由液面平行,z边与自由液面夹角θ=30°。求:闸门顶边分别位于

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答案解析

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  • 建立以大气压水面为基准面的坐标系oxy,y轴沿闸门纵轴向下,闸门面积A=8m2。
       闸门顶边位于水面内,形心的淹深为hc1=0.5lsin30°=l/4=1(m)
       F1=ρghc1A=9810N/m3×1m×8m2=78480(N)
       形心纵坐标yc1=l/2=2m,回转半径平方latex.action?latex=cl97zr59XnsyfT1sXjIvMTI%3D
       latex.action?latex=ZV8xPVxmcmFje3Jfe86%2BfV57Mn19e3lfe2MxfX09XGZyYWN7bF4yLzEyfXtsLzJ9PWwvNj0wLjY3%0D%0AKG0p
       说明压力中心位于矩形的下三分点上(由于对称性横向偏心距为0)。$闸门顶边位于水面下2m深处,hc2=H+hc1=l/2+l/4=3l/4=3(m)
       F2=ρghc2A=9810N/m3×3m×8m2=235440(N)
       形心纵坐标yc2=hc2/sinθ=3l/2=6(m),latex.action?latex=cl97zr59XnsyfQ%3D%3D不变,
       latex.action?latex=ZV8yPVxmcmFje3Jfe86%2BfV57Mn19e3lfe2MyfX09XGZyYWN7bF4yLzEyfXszbC8yfT1cZnJhY3ts%0D%0AfXsxOH09MC4yMihtKQ%3D%3D