Сила давления жидкости на дно резервуара.

В связи с тем, что в резервуаре произвольной формы очень трудно подсчитать результирующую силу на дно резервуара из-за разнонаправленности векторов сил элементарных площадок, ограничимся только случаем, когда дно резервуара плоское и горизонтальное. На рисунке 2.15 изображен открытый резервуар. Давление на поверхности жидкости , плотность – ρ, глубина наполнения жидкости – h.

Рис. 2.15. Сила давления на горизонтальное дно резервуаров

Так как дно резервуара плоское и горизонтальное, то каждый элемент поверхности дна будет испытывать давление

,

и на него воздействует элементарная сила давления со стороны жидкости

и сила давления со стороны наружного воздуха

.

Все элементарные силы и параллельны между собой.

Равнодействующая сила давления воды .

Так как p = const .

Аналогично равнодействующая сила давления воздуха

Эти две силы вертикальны и действуют в разных направлениях.

Результирующая сила давления на дно резервуара

, или , или .

(2.13)

Сила Р – вертикальная, направлена вниз и приложена по центру дна резервуара (из соображения симметрии).

Гидростатический парадокс. Независимо от формы резервуара сила давления на дно зависит только от площади S, глубины заполнения h и плотности ρ и не зависит от количества жидкости, находящейся в резервуаре (см. рис. 2.16).

Рис. 2.16. Гидростатический парадокс

Опыт Паскаля. Резервуар рассчитан на определенное давление жидкости. В него добавляют небольшое количество воды. Ничего не происходит. Вставляют тонкую трубочку и добавляют гораздо меньшее количество воды – резервуар разрушается.