作者snowyfairy (雪妖精)
看板Physics
標題[問題] 流體力學 水壓開啟閘門問題
時間Tue Jul 3 16:38:35 2018
【出處】
104年身障三等流體力學考題
【題目】
https://imgur.com/65u9MvL.jpg
1. 求閘門所受合力
2. 已知 F 在閘門中心,求 F 大小
【瓶頸】
這題想法是這樣子的
如果求出合力,求出作用點位置,對閘門 B 點取合力矩 = 0 就能求出答案
要求合力有兩條路可走
一個是用積分法直接求合力,一個是直接套水平壓力和垂直壓力的公式後加總
因為怕考試用前者會積錯,我嘗試著直接套公式解
解出水平壓力 F_H = 313920,垂直壓力 F_V = 313920,合力會與用積分法的結果會一致
https://i.imgur.com/ZwKVobf.jpg (右邊淺藍色筆和左邊比較)
但到了力矩,我這邊兩種方式求到的結果就不一樣了,不曉得錯哪邊
單就水壓合力造成的力矩而言
(1) 如果以積分法的狀況來看
已經求出合力 = 443882 (方向垂直於閘門,水平線夾 -45 度方向)
而閘門作用點位置在距離轉軸處 2.746 m (我上面的 x 與閘門長度同向)
這樣的合力矩會是 1218900 N-m
(2) 套公式的話
F_H 會作用在 2/3 水深的地方,F_V 則是通過閘門以上的水體積的形心處
數字算出來如下圖,和積分法有落差,照理來說要一致
https://i.imgur.com/7pOvHMU.jpg
想請問用公式這樣套的話,是哪邊會出現問題?
因為不少的判斷水壩是否傾倒題,都可以這樣解
突然想試試用在閘門問題看看,但卻求出了不一樣的答案
以上問題,謝謝各位~
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.234.64.188
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Physics/M.1530607120.A.19B.html
※ 編輯: snowyfairy (36.234.64.188), 07/03/2018 16:41:17
1F:→ snowyfairy: 自問自答,F_H 成梯形分布,不是三角形分布 07/03 17:13
2F:→ snowyfairy: 所以形心不會在 2/3 水深處 07/03 17:14
3F:→ snowyfairy: 這邊是不是不能自刪,好像問了笨問題 QQ 07/03 17:14