Сұйықтың жазық қабырғаға қысым күші. Сұйықтықтың жазық қабырғаға толық қысым күшін табу үшін гидростатиканың негізігі теңдеуін қолданамыз. (1 сурет). Еркін контурмен шектелген және S – ке тең ауданға ие болатын, сұйықтық тарапынан қарастырылатын қабырғаның кейбір бөлімшесіне әрекет ететін Р қысымының күшін анықтайық.
Сурет 2.5- Жазық қабырғаға қысым күшін анықтау
ох осін сұйықтың бос бетімен қабырға жазықтығын қию сызығы бойынша бағыттайық, ал oy осі – қабырға жазықтығында осы түзуге перпендикуляр. Алдымен dS шексіз аз ауданына қосылған қарапайым қысым күшін жазсақ.
(2.27)
мұндағы Р0 – еркін беттегі қысым;
h – dS ауданшасының тереңдігі.
Р толық күшін анықтау үшін S барлық ауданша бойынша интегралдауды орындаймыз:
(2.28)
Механикадан белгілі соңғы интеграл ох осіне қатысты S ауданының статикалық моментін көрсететеді және осы ауданшаның ауырлық центріндегі координатасының туындысына тең (С нүктесі), яғни
(2.29)
Сәйкесінше,
(2.30)
мұндағы hC -S ауданының ауырлық центрінің орналасу тереңдігі
(2.31)
Яғни, сұйықтықтың жазық қабырғағ толық қысым күші осы ауданның ауырлық центрндегі қабырға ауданының гидростатикалық қысым шамасы туындысына тең. Егер Р0 қысымы атмосфералы болса, онда сұйықтың жазық қабырғаға артық қысым күші тең болады:
(2.32)
Қысым центрнің күйін табайық, яғни сұйықтықтың қысым күшінің қабырға жазықтығымен қиылысу нүктесі. Р0 сыртқы қысымы S ауданының барлық нүктелеріне бірдей берілетін болғандықтан, онда бұл қысымның тең әрекеттесуі S ауданының ауырлық центріне қосылатын болады. Сұйықтың артық қысым күшін табу үшін (D нүктесі) механика теңдеуін қолданамыз, оған сәйкес қысымның тең әрекет ету күшінің моменті ох осіне қатыстыкүш құраушылраы моментінің суммасына тең.
(2.33)
мұндағы yD – Ризб қосымша күшінің координата нүктесі.
Ризб мен dРизб қысымдарын yC пен у арқылы жазып, уD анықтаймыз, алатынымыз:
(2.34)
мұндағы - ох осіне қатысты S ауданының инреция моменті.
Осынын ескере отрып , (Jxo - ох параллельдің орталық осіне қатысты S ауданының инерция моменті), аламыз:
(2.35)
Осылайша, Ризб қосымша нүктесі қабырға ауданының ауырлық ценртінен төмен орналасқан. Олардың арасындағы қашықтық
(2.36)
Егер Р0 қысымы атмосфералықққа төмен болса және қабырғаныың екі жағына да әсер етсе, D нүктесі қысым центрі болады. Р0 атмосфералықтан жоғары болғанда , онда қысым ценрі механика ережелері бойынша тең әрекет етуші екі күштер қосымшасының нүктесі секілді орналасады: hCγS мен P0S. Бұл кезде, біріншісіне қарағанда, екіншісі артық болған сайын, қысым центрі S ауданының ауырлық ценріне жақын. Жоғарыда центр қысымының бір ғана координатасының - yD анықтамасы берілді. Оның басқа координатасын анықтау үшін оу осіне қатысты моменттер теңдеуін құру қажет.
Жеке жағдайда, қабырғалар тікбұрышты формаға ие болса, тікбұрыштың бір бұрышы сұйықтың еркін бетімен сәйкес келсе, центр күйі қарапайым болады. Сұйықтық қысымының қабырғаға эпюрасы тікбұрышты үшбұрышпен берілетіндіктен, және оның ауырлық центрі үшбұрыштың b биіктігінің ⅓ негізінде тұратындықтан, сұйықтықтың қысым центрі де сол негіздегі қашықтықта орналасады. Машина жасауда сұйықтықтың қысым күшінің жазық қабырғаларға әсеріне жиі ұшырайды, мысалы, әр түрлі гидростатикалық машиналар мен поршень қабырғалары, бұл кезде Р0 қысым әдетте қысым ценрін қабырға ауданының ауырлық ценрімен сәйкес келетіндей жоғары болады.
