Расклад сил и моментов в колесе из поста №604 На прилагаемом рисунке изображено колесо в произвольной позиции (руками его так повернул)
Обозначения на прилагаемом рисунке:
w1 - правая перегородка "запертой" секции
w2 - левая перегородка "запертой" секции
Fo1 - сила давления воды в барабане на перегородку w1
Fo2 - сила давления воды в барабане на перегородку w2
Fi1 - сила давления воды в "запертой" секции на перегородку w1
Fi2 - сила давления воды в "запертой" секции на перегородку w2
H1 - высота зеркала поверхности воды над осью барабана
ЦМ - положение центра масс "запертой" секции
Дано:
Диаметр внешнего обода - 3 м
Диаметр внутреннего обода - 1,9 м
Толщина барабана - 0,5 м
Высота зеркала поверхности воды над осью барабана - 0,5 м
Размер перегородок w1 и w2 - каждая по 0,5х0,5 м
Площадь перегородок w1 и w2 - каждая по 0,25 м2
Масса воды в "запертой" секции - 654,5 кг
Плечо ЦТ площади перегородок w1 и w2 - 1,25 м
Плечо ЦМ "запертой" секции - 1,05 м
Результаты:
Формулы опускаю, только результаты. Давление воды приложено к ЦТ площади перегородки. Сила в килограммах. Момент в килограммах на метр.
1. Давление воды в барабане на перегородки
перегородка w1 - Fo1 = 125 кг
перегородка w2 - Fo2 = 394,63 кг
2. Давление воды в "запертой" секции на перегородки
перегородка w1 - Fi1 = 0 кг
перегородка w2 - Fi2 = 270,63 кг
3. Моменты относительно оси
Момент от Fo1 - Mo1 = 156,25 кгм
Момент от Fo2 - Mo2 = 494,54 кгм
Момент от Fi2 - Mi2 = 338,29 кгм
Момент от ЦМ "запертой" секции - Ms = 342,8 кгм
Итог:
1. Суммарный момент по гидростатике (воду в "запертой" секции принимаем за воду)
Mo2-(Mo1+Mi2) = 0 кгм
2. Суммарный момент по гидростатике и механике(воду в "запертой" секции принимаем за твердое тело с плотностью воды)
Mo2-(Mo1+Ms) = -4,51 кгм
Как видим во втором случае имеется мизерный момент в 4,51 кгм направленный по часовой стрелке. Предполагаю, что это вызвано допущением, что сила давления воды приложена к ЦТ площади перегородки, а не к ЦД как положено по гидростатическим расчетам.