1 1 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM Khoa KTXD - Bộ mơn KTTNN Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/ T é l . (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 2 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1. Đặc tính chất lỏng. Chương 2. Thủy tỉnh học. Chương 3. Cơ sở động lực học chất lỏng. Chương 4. Đo đạc dòng chảy. Chương 5. Tổn thất năng lượng. Chương 6. Dòng chảy có áp trong mạng lưới ống. Chương 7. Lực tác dụng lên vật cản. Chương 8. Dòng chảy ổn đònh đều trong kênh. Chương 9 (*) . Dòng chảy ổn đònh không đều trong kênh. Chương 10 (*) . Đập tràn. (*) : Trường hợp môn Thủy lực đại cương mở rộng THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học 3 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống MỤC ĐÍCH    Nghiên cứu quy luật tương tác giữa chất lỏng (nước) đứng yên (thủy tỉnh) và các thành bình chứa tiếp xúc với chất lỏng. - Biểu đồ áp suất tác dụng lên thành phẳng. - Biểu đồ áp suất tác dụng lên thành cong. 4 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống ÁP SUẤT NƯỚC TÁC DỤNG LÊN THÀNH PHẲNG ÁP SUẤT: Biểu diễn bằng 1 vectơ: • Phương : thẳng góc với mặt tác dụng. • Chiều: hướng từ chất lỏng đi vào mặt tác dụng. • Cường độ: (p   tỷ lệ tuyến tính với chiều sâu h) p h 2 p gh(N / m ) ρ = Nước, ρ ρρ ρ A E F p a 5 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống • Với ρ ρρ ρ khối lượng riêng của nước (1000kg/m 3 ), h (m) khoảng cách thẳng đứng từ điểm xét đến mặt thoáng tự do (thực hoặc kéo dài). • Giá trò áp suất p nêu trên gọi là áp suất dư (giả thiết áp suất tại mặt thoáng là áp suất khí trời và xem như bằng 0). • Nếu áp suất tại mặt thoáng gia tăng 1 giá trò p 0 bất kỳ (so với áp suất khí trời), áp suất tại điểm có chiều sâu h trong môi trường là: 0 pghp c + = ρ 6 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống - Khi nước tiếp xúc với thành bình chứa sẽ tác dụng lên thành bình các giá trò áp suất. - Các giá trò áp suất biểu diễn bằng các vectơ và hình thành một biểu đồ gọi là biểu đồ áp suất (dư) thủy tỉnh. 2 7 7 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống BI BI Ể Ể U ð U ð Ồ Ồ Á Á P SU P SU Ấ Ấ T T T T Á Á C D C D Ụ Ụ NG LÊN NG LÊN TH TH À À NH PH NH PH Ẳ Ẳ NG NG TH TH Ẳ Ẳ NG ð NG ð Ứ Ứ NG NG 8 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A B A ’ BIỂU ðỒ ÁP SUẤT DƯ TÁC DỤNG LÊN MẶT AB p A =ρ ρρ ρgh A p C =ρ ρρ ρgh C C GIỚI THIỆU Nước Khơng khí h C h A 9 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống ÁP LỰC TƯƠNG ĐƯƠNG F TÁC DỤNG LÊN MẶT PHẲNG Biểu đồ áp suất dư nói trên, về mặt lực tác dụng lên AB sẽ tương đương với một lực F như sau. 10 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A B A ’ C Nước Khơng khí h C h A F=? Lực tương đương của biểu đồ áp suất ABA ’ 11 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống    Gọi dF là vi phân lực tác dụng lên vi phân diện tích (thuộc tấm phẳng AB), xem hình sau    hinh sau 12 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống GIỚI THIỆU H A B A ’ h p A =ρ ρρ ρgH p o dF: vi phân lực tác dụng lên vi phân diện tích ds G dh dhbghdSpdF ρ = = Nước, ρ ρρ ρ ABA ’ BIỂU ĐỒ ÁP SUẤT DƯ TÁC DỤNG LÊN MẶT AB dF C Khơng khí 3 13 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống - AB    Tấm phẳng chòu áp lực nước. - p A , p B , p 0 …   áp suất tại A,B, tâm O của mặt AB… - S =H*b    diện tích tấm phẳng AB. - H    chiều cao tấm phẳng AB. - b    chiều rộng tấm phẳng AB. 14 14 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P 1 P 1 T T Í Í NH F B NH F B Ằ Ằ NG NG PP. T PP. T Í Í CH PHÂN CH PHÂN T T Ổ Ổ NG QU NG QU Á Á T T 15 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống )N( 2 H gbhdhgbdFF 2 H 0 H 0 ρρ ∫∫ ===  F: Hợp lực tương đương (hợp lực tương đương của biểu đồ áp suất dư).  tổng hợp lực của nước tác dụng lên m/p AB.  dF: vi phân lực tác dụng lên vi phân diện tích.  b : chiều rộng tấm phẳng AB  h: khoảng cách thẳng đứng từ điểm tính áp suất đến mặt thoáng (thực hoặc kéo dài). 16 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống 2H/3 H A B A ’ H/2 p A p o A p gH = ρ F G p 0 =ρ ρρ ρgH/2 F=ρ ρρ ρgbH 2 /2 Vị trí lực F Nước Khơng khí 17 17 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P 2 P 2 18 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống H A B A ’ h p A =ρ ρρ ρgH p o dF G dh dh S.bdh*p.bdS.pdF = = = S dh Nước Khơng khí 4 19 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Chú ý: S dh chỉ vi phân diện tích của biểu đồ áp suất. •    diện tích biểu đồ áp suất dư. Kết luận: Giá trò áp lực tương đương F bằng diện tích biểu đồ áp suất nhân với chiều rộng b. AAB S 0 dh F 0 S.bSbdFF ′ === ∫∫ 2 H).gH( .b 2 H.p .bS.bF A AAB ρ === ′ AAB S ′ 20 20 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P 3 P 3 21 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống H A B A ’ h p A =ρ ρρ ρgH p o dF G dh 2 H gbF 2 ρ = S dh F Khơng khíNước H/2 O 22 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Từ kết quả trước về F ta có thể phân tích như sau: Với p 0 =ρ ρρ ρgH/2 chỉ áp suất tại trọng tâm mặt phẳng AB.    diện tích tấm phẳng AB Kết luận: Giá trò áp lực tương đương F bằng áp suất tại tâm mặt phẳng nhân với diện tích tấm phẳng AB. AB0 2 Sp)H.b.( 2 H g 2 H gbF === ρ ρρ ρρ ρρ ρ H.bS AB = 23 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống CHÚ Ý    Áp lực tương đương F ln ln đi qua TRỌNG TÂM biểu đơ áp suất.       chỉ áp dụng kết quả này tính F lên mặt phẳng thẳng đứng! 2 H gbF 2 ρ = 24 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống CHÚ Ý Xét một diện tích A (m 2 ) chịu tác dụng giá trị áp suất là HẰNG SỐ p (N/m 2 )    Lực P tương đương tác dụng lên A xác định bởi: )N(A.pP = 5 25 25 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống BI BI Ể Ể U ð U ð Ồ Ồ Á Á P SU P SU Ấ Ấ T T T T Á Á C D C D Ụ Ụ NG LÊN NG LÊN TH TH À À NH PH NH PH Ẳ Ẳ NG NG N N Ằ Ằ M NGHIÊNG M NGHIÊNG 26 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống • Trường hợp tấm phẳng nghiêng A B H C h C p C Cc ghp ρ = gHp A ρ = 0 = B p α αα α (vì h B =0) Nước Khơng khí A ’ 27 27 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống H H Ợ Ợ P L P L Ự Ự C C TƯƠNG ðƯƠNG F TƯƠNG ðƯƠNG F T T Á Á C D C D Ụ Ụ NG LÊN NG LÊN TH TH À À NH PH NH PH Ẳ Ẳ NG NG N N Ằ Ằ M NGHIÊNG M NGHIÊNG 28 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Tính và vẽ áp lực tương đương F (dung p/p 3) A B H O H/2 p C 2 H gp O ρ = 0 = B p α αα α (vì h B =0) G F 2H/3 α ρρ sin H .b. 2 H g)L.b.( 2 H gF AB == A ’ Nước Khơng khí 29 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống NHẬN XÉT VỀ BIỂU ĐỒ ÁP SUẤT DƯ TÁC DỤNG LÊN MẶT PHẲNG    Vì giá trò áp suất p thay đổi tuyến tính theo chiều sâu h    gốc các vectơ áp suất sẽ nằm trên cùng đường thẳng. Khi vẽ biểu đồ áp suất dư tác dụng lên mặt phẳng    chỉ cần chọn tính 2 điểm (bất kỳ) để tính và vẽ vectơ áp suất của nó.  Các vò trí khác sẽ nội suy tuyến tính từ 2 vectơ này. 30 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập:    Tính và vẽ biểu đồ áp suất dư tác dụng lên mặt phẳng (AB, BC nếu có ) của các sơ đồ sau.    Tính và vẽ áp lực tương đương lên cùng đồ thò. • Giả thiết b=1m cho tất cả các sơ đồ. • Nước có ρ ρρ ρ =1000kg/m 3 và lấy g=10m/s 2 . 6 31 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A α αα α=30 0 B Nước A B α αα α=60 0 Nước H=3m Nước α αα α=30 0 A B C H 1 =2m H 2 =2m A B C Nước α αα α=45 0 H 2 =4m H 1 =3m 1 2 3 4 32 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A Nước α αα α=60 0 Nước α αα α=30 0 A B C H 1 =2m H 2 =2m A B C H 2 =4m H 1 =3m ρ ρρ ρ 1 =1000kg/m 3 ρ ρρ ρ 2 =1300kg/m 3 ρ ρρ ρ 1 =800kg/m 3 α αα α=45 0 ρ ρρ ρ 2 =1000kg/m 3 ρ ρρ ρ 1 =900kg/m 3 ρ ρρ ρ 2 =1200kg/m 3 A B H 1 =2m H 2 =3m α αα α=45 0 5 7 6 C 33 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Ôn: Trọng tâm hình thang. b 1 b 2 y H 3 . 2 21 21 H bb bb y + + = G 34 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 2: Cho một khối lập phương cạnh H, chứa đầy nước.    Dùng khái niệm áp suất thủy tỉnh tác dụng lên các thành phẳng    chứng minh tổng hợp lực tác dụng lên các thành bằng trọng lượng khối nước bên trong. 35 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 3: Một cánh cửa chư nhật chiều rộng b=1.5m đặt ở mặt bên của một bê chứa đầy nước hình hộp cao 2m, cạnh a=b=4m. Cánh cửa có bản lê thẳng đứng. Tính lực tối thiểu phải tác dụng lên cánh cửa đê cửa được đóng. Lấy g=10m/s 2 , nước có ρ ρρ ρ=1000kg/m 3 . 36 36 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống BI BI Ể Ể U ð U ð Ồ Ồ Á Á P SU P SU Ấ Ấ T T & & L L Ự Ự C TƯƠNG ðƯƠNG C TƯƠNG ðƯƠNG T T Á Á C D C D Ụ Ụ NG NG LÊN TH LÊN TH À À NH CONG NH CONG 7 37 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A B H 2 H 1 B ’ A ’ p A p B F H F V F F H ÁP SUẤT THỦY TỈNH LÊN THÀNH CONG A 2 A 3 B 2 B 3 G 1 β ββ β G 2 B 1 A 1 Nước p B =ρ ρρ ρgH 2 p A =ρ ρρ ρgH 1 N M C y 38 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống CHÚ Ý    Nối các điểm gốc vectơ áp suất tác dụng lên mặt cong KHƠNG thẳng hàng !!!    Vẽ biểu đồ áp suất tác dụng lên thành cong cần có ÍT NHẤT 3 vị trí tính và vẽ vectơ áp suất để có thể NỘI SUY. 39 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống ÁP SUẤT THỦY TỈNH LÊN THÀNH CONG dF=p c *dl*b h dl NƯỚC (ρ) B A B ’ C ghp c ρ = H 1 H 2 α X h dS=h*dx α A ’ dx Nước 40 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống )dl.b.(ghdS.pdF ρ ρρ ρ = = gbhdh)cos(dl.b.ghdF H ραρ ==⇒ gbdSdlbghdF V ρ α ρ = = ⇒ )sin( dX dS=h.dX dS=h.dX    diện tích vi phân 41 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Với AB là mặt cong có chiều rộng b. • p A    áp suất tại A. • F    hợp lực tương đương của biểu đồ áp suất • F H , F V    thành phần nằm ngang và thẳng đứng của F, β ββ β góc nghiêng của F so với phương ngang. 2 2 H V F F F = + r r r ββ ⇒= H V F F tg )( 42 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống • Thành phần nằm ngang F H . 2 2 1 2 H H H F g b(N) 2 ρ − = gbhdhdlbghdF H ρ α ρ = = ⇒ )cos( 1 2 1 2 1 2 2 2 H H H H H H HH h gbhdhgbdFF ∫∫       === ρρ 8 43 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống • Thành phần thẳng đứng F V ∫∫ ==⇒ = = ABAB SS VV V dSgbdFF dS.b.g.)sin(.dl.b.h.g.dF ρ ρ α ρ BBAAV gbSF ′′ = ⇒ ρ 44 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Thành phần thẳng đứng F V Công thức trên có nghóa F V chỉ trọng lượng khối chất lỏng (thực hoặc tưởng tượng) giới hạn bởi: - Mặt AB - Mặt thoáng (thực hoặc kéo dài). - Hai đường biên thẳng đứng qua A và B. (ĐÂY LÀ ĐỊNH NGHĨA TỔNG QUÁT ĐỂ XÁC ĐỊNH F V ) (N) BBAAV gbSF ′′ =⇒ ρ 45 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A B H 2 H 1 B ’ A ’ p A p B F H F V F F H ÁP SUẤT THỦY TỈNH LÊN THÀNH CONG β ββ β A 1 B 1 A 2 B 2 G 1 G 2 C Nước p A =ρ ρρ ρgH 1 p B =ρ ρρ ρgH 2 46 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Chú ý:    Trong trường hợp mặt cong phức tạp, có thể chia mặt cong ra thành nhiều mặt cong đơn giản để tính    tổng hợp lại nếu cần (tính F V ).    F H chính là áp lực tương đương của biểu đồ áp suất A 1 A 2 B 2 B 1 .    F V có thể hướng xuống hoặc hướng lên (xem xét hình chiếu của biểu đồ áp suất lên phương đứng). 47 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập. Vẽ biểu đồ áp suất dư và tính F H , F V lên AB, AC với AB, AC là 1/2 và 1/4 hình trụ cao 1m (b). 48 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống R=2m H=3m Nước A BA C R=2m Nước có ρ ρρ ρ=1000kg/m 3 ; g=10m/s 2 D 9 49 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống R=2m Nước A BA C A ’ C ’ S AA’C’CF A1 B1 S AA1B1BEA Hướng dẫn tính F V Nước 50 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A ’ C ’ S AA’C’CF A1 B1 S AA1B1BEA E F Nước F=F V R=2m Nước A BA C p A =p B =ρ ρρ ρg(H+R) Nước 51 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập 1: Mặt cong AB là 1/4 (và 1/2, bài 2) hình tròn có b/kính R. Chiều rộng tấm AB là b=2m. Tính và vẽ biểu đồ áp suất, áp lực tương đương F H , F V , y và x theo R. Áp dụng với R=3m. x F Nước y A B x F H F V R 52 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống • Hướng dẫn : Vì AB là cung tròn do đó tất cả các vectơ áp suất sẽ có phương đi qua tâm O của hình tròn. A R=3m BF H F V y O x F p B =ρ ρρ ρgR 53 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Hướng dẫn - Vò trí F H (qua tâm biểu đồ áp suất B 1 B 2 A 1 ) - F phải đi qua tâm O    Moment F/o = 0    F H *y = F v *x    x khi biết các yếu tố khác ! A R=3m BF H F V y O x F p B A 1 B 1 B 2 2R/3 Chú ý: F V đi qua trọng tâm ¼ hình tròn OAB G 54 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A B H=1m R=1,5m Bài tập 2 Vẽ biểu đồ áp suất và tính F H , F V . Lấy b=1m. . Nước, ρ ρρ ρ=1000kg/m 3 C 10 55 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống A B H=1m R=1,5m Hướng dẫn: p A =ρ ρρ ρg(H+2R) p B =ρ ρρ ρgH p A =ρ ρρ ρg(H+2R) p B =ρ ρρ ρgH F H C p C =ρ ρρ ρg(H+R) F V =ρ ρρ ρgS ACB b !!! Từ dưới lên !!! Why ??? B1 C1 G y=? Nước 56 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài 3: AB là ½ hình trụ bán kính R, dài l=1m. Bình ABCD chứa vừa đầy nước. B A - Tính và vẽ biểu đồ áp suất lên mặt cong AB. - Tính F H và F V lên mặt cong AB là 1/2 hình tròn. O D C Nước R=2m E 57 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Hướng dẫn: R=2m B A O D C p B =0 p A =2ρ ρρ ρgR p A =2ρ ρρ ρgR G 4R/3 F H F V F E F V =ρ ρρ ρgS AEB b Hướng xuống dưới F H K F H =S KEC *b 58 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Bài tập: Dùng lý thuyết áp lực thủy tỉnh tác dụng lên mặt cong ABCD, tính hợp lực F H & F V tác dụng lên hình trụ cao L=1m, b/k R, nằm chìm trong nước. • R=1m • H=1m • ρ ρρ ρ=1000kg/m 3 • g=10m/s 2 R H A B C D F V phụ thuộc H ??? 59 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống Hướng dẫn: Chia hình tròn ra làm 2 cung: BAD & BCD. Tính lực thẳng đứng lên từng cung: H A B C D F V_BCD DBD A F V_BAD F V =F V-BCD -F V-BAD =ρ ρρ ρgS (O,R) .L (hướng lên   Archimedre !) G 1 G 2 60 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống ĐỊNH LUẬT ARCHIMÈDE • Bất kỳ một cố thể nào, nổi hay chìm trong chất lỏng, sẽ bò tác dụng một lực đẩy nổi bằng trọng lượng khối chất lỏng bò cố thể choáng chỗ. • Lực này sẽ có hướng từ dưới lên và có điểm đặc gọi là tâm đẩy nổi, chính là trọng tâm khối chất lỏng bò choáng chỗ. [...]... Nguy n Th ng TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c ỔN ĐỊNH ỔN ĐỊNH KHÔNG ỔN ĐỊNH FV FV ỔN ĐỊNH Tâm cố thể ê3 Nước Nước g(vectơ gia tốc t/trường) P Tâm đẩy nổi (điểm đặt lực FV) PGS TS Nguy n Th ng Trọng tâm cố thể Nước Nước P g(vectơ gia tốc t/trường) 63 PGS TS Nguy n Th ng TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c 64 TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t...TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c Bài tập Một cố thể cân nặng W=500 N trong không khí và cân nặng T=200 N khi cố thể chìm hoàn toàn trong nước Tính thể tích và khối lượng riêng của cố... nghiêng đi do một tác động nào đó, hình dạng của chất lỏng bò choáng chỗ thay đổi, do đó tâm đẩy nổi thay đổi 65 PGS TS Nguy n Th ng Tâm đẩy nổi 66 PGS TS Nguy n Th ng 11 TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c Bài tập Một thủy lượng kế cân nặng W=1 N và có cấu trúc phần khắc vạch đo là một hình trụ có đường kính d=10 mm • Xác đònh độ chênh h nếu ta lần lượt... là ρ2=0,75 T/m3 • Đáp số : h=43,263 cm ĐỊNH LUẬT ARCHIMÈDE : F=ρgV (N) ρ Tâm cố thể Nước F F V V Nước, ρ g(vectơ gia tốc t/trường) Tâm đẩy nổi PGS TS Nguy n Th ng 67 TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c Bài tập Một bồn chứa hình lập phương có cạnh là 5 m cân nặng 735,75 KN được thả vào một hồ nước Hồ có diện tích mặt thoáng rất lớn so với bồn chứa •... khối lượng riêng của nước là ρ=1 T/m3, gia tốc trọng trường g=9,81 m/s2 Đáp số: x = 3 m h Nước 68 PGS TS Nguy n Th ng Dầu 69 PGS TS Nguy n Th ng 70 PGS TS Nguy n Th ng TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c TH Y L C ð I CƯƠNG Chương 2: Th y t nh h c Bài tập: Một vật cân nặng 100N trong không khí và 80N trong chất lỏng có khối lượng riêng ρ1=0,75T/m3 • Xác đònh thể tích V và khối lượng riêng ρ2 của . TS. Nguyễn Thống ÁP LỰC TƯƠNG ĐƯƠNG F TÁC DỤNG LÊN MẶT PHẲNG Biểu đồ áp suất dư nói trên, về mặt lực tác dụng lên AB sẽ tương đương với một lực F như sau. 10 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy. QU Á Á T T 15 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống )N( 2 H gbhdhgbdFF 2 H 0 H 0 ρρ ∫∫ ===  F: Hợp lực tương đương (hợp lực tương đương của biểu đồ áp suất dư).  tổng hợp lực của. ρ F G p 0 =ρ ρρ ρgH/2 F=ρ ρρ ρgbH 2 /2 Vị trí lực F Nước Khơng khí 17 17 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh học PGS. TS. Nguyễn Thống PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P 2 P 2 18 THỦY LỰC ðẠI CƯƠNG Chương 2: Thủy tỉnh