Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 870 б
Поворотный клапан закрывает выход из резервуара в трубу квадратного сечения Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для открытия клапана при следующих данных h=0.4м, H=1м, а=30(градусов), плотность бензина p(б)=700 кг/м(в кубе). Манометрическое давление паров бензина в резервуаре p(м)=10кПА.
как можно подробнее пожалуйста.
.
1
ответ
Для определения силы, необходимой для открытия клапана, мы можем использовать принцип Архимеда и уравнение равновесия моментов.
1. Рассчитаем силу Архимеда, действующую на клапан:
F_A = p(б) * g * V,
где p(б) - плотность бензина, g - ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с^2), V - объем бензина в резервуаре.
Объем бензина можно найти, учитывая, что резервуар имеет квадратное сечение:
V = a^2 * h,
где a - длина стороны квадратного сечения резервуара, h - высота бензина в резервуаре.
Подставляя значения, получаем:
V = (0.4 м)^2 = 0.16 м^3,
F_A = 700 кг/м^3 * 9.8 м/с^2 * 0.16 м^3 = 1075.2 Н.
2. Рассчитаем момент силы Архимеда относительно оси вращения (петли):
M_A = F_A * H,
где H - расстояние от оси вращения до центра масс бензина.
Подставляя значения, получаем:
M_A = 1075.2 Н * 1 м = 1075.2 Нм.
3. Рассчитаем момент силы тяжести относительно оси вращения:
M_т = m * g * r,
где m - масса бензина, g - ускорение свободного падения, r - расстояние от оси вращения до центра масс бензина.
Массу бензина можно найти, учитывая его плотность и объем:
m = p(б) * V,
где p(б) - плотность бензина, V - объем бензина.
Подставляя значения, получаем:
m = 700 кг/м^3 * 0.16 м^3 = 112 кг.
Расстояние r можно найти, используя геометрические соображения. В данном случае, так как резервуар имеет квадратное сечение, центр масс будет находиться в середине стороны квадрата:
r = a/2,
где a - длина стороны квадратного сечения резервуара.
Подставляя значения, получаем:
r = (a/2) = (0.4 м)/2 = 0.2 м.
Вычислим момент силы тяжести:
M_т = 112 кг * 9.8 м/с^2 * 0.2 м = 219.52 Нм.
4. Уравновешивая моменты, получаем:
M_т = M_A,
219.52 Нм = 1075.2 Н * H,
H = 219.52 Нм / 1075.2 Н = 0.204 м.
5. Теперь мы можем рассчитать силу, необходимую для открытия клапана:
F = M_A / r,
где r - расстояние от оси вращения до точки приложения силы (в данном случае, длина троса).
Подставляя значения, получаем:
F = 1075.2 Нм / 0.204 м = 5274.51 Н.
Таким образом, сила Т, которую нужно приложить к тросу для открытия клапана, составляет примерно 5274.51 Н.
1. Рассчитаем силу Архимеда, действующую на клапан:
F_A = p(б) * g * V,
где p(б) - плотность бензина, g - ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с^2), V - объем бензина в резервуаре.
Объем бензина можно найти, учитывая, что резервуар имеет квадратное сечение:
V = a^2 * h,
где a - длина стороны квадратного сечения резервуара, h - высота бензина в резервуаре.
Подставляя значения, получаем:
V = (0.4 м)^2 = 0.16 м^3,
F_A = 700 кг/м^3 * 9.8 м/с^2 * 0.16 м^3 = 1075.2 Н.
2. Рассчитаем момент силы Архимеда относительно оси вращения (петли):
M_A = F_A * H,
где H - расстояние от оси вращения до центра масс бензина.
Подставляя значения, получаем:
M_A = 1075.2 Н * 1 м = 1075.2 Нм.
3. Рассчитаем момент силы тяжести относительно оси вращения:
M_т = m * g * r,
где m - масса бензина, g - ускорение свободного падения, r - расстояние от оси вращения до центра масс бензина.
Массу бензина можно найти, учитывая его плотность и объем:
m = p(б) * V,
где p(б) - плотность бензина, V - объем бензина.
Подставляя значения, получаем:
m = 700 кг/м^3 * 0.16 м^3 = 112 кг.
Расстояние r можно найти, используя геометрические соображения. В данном случае, так как резервуар имеет квадратное сечение, центр масс будет находиться в середине стороны квадрата:
r = a/2,
где a - длина стороны квадратного сечения резервуара.
Подставляя значения, получаем:
r = (a/2) = (0.4 м)/2 = 0.2 м.
Вычислим момент силы тяжести:
M_т = 112 кг * 9.8 м/с^2 * 0.2 м = 219.52 Нм.
4. Уравновешивая моменты, получаем:
M_т = M_A,
219.52 Нм = 1075.2 Н * H,
H = 219.52 Нм / 1075.2 Н = 0.204 м.
5. Теперь мы можем рассчитать силу, необходимую для открытия клапана:
F = M_A / r,
где r - расстояние от оси вращения до точки приложения силы (в данном случае, длина троса).
Подставляя значения, получаем:
F = 1075.2 Нм / 0.204 м = 5274.51 Н.
Таким образом, сила Т, которую нужно приложить к тросу для открытия клапана, составляет примерно 5274.51 Н.
0
·
Хороший ответ
19 октября 2023 13:18
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Одноатомным идеальным газом cовершается циклический процесс, который состоит из 7 участков. Циклический процесс изображён на диаграмме P−V. Процессы 1...
КАК МЕНЯЕТСЯ ТЕМПЕРАТУРА ГАЗА ПРИ ЕГО БЫСТРОМ СЖАТИИ? ОТВЕТ ПОЯСНИТЕ...
Строение компаса помогите пожалуйста. Зарание спасибо...
Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел вдоль полотна железной дороги под углом = 30° к линии горизонта. Определи...
Средняя скорость роста дуба 0,3 м в год. Сколько лет дереву высотой 6 м?...