Forza idrostatica su una superficie inclinata

Inserisca la profondità verticale del centroide, l’area bagnata e la densità del fluido. La gravità standard viene applicata automaticamente, ma Lei può modificarla. Il risultato comprende la pressione al centroide e la forza in newton e kilonewton. Poiché la profondità del centroide definisce già la posizione rispetto alla superficie libera, per la grandezza della forza non serve l’angolo d’inclinazione.

Usi la profondità verticale del centroide

La pressione idrostatica cresce linearmente con la profondità verticale sotto la superficie libera del fluido. Per una superficie piana, la pressione distribuita può essere sostituita da un’unica forza risultante, pari alla pressione nel centroide dell’area moltiplicata per l’area sommersa. La profondità richiesta è quindi la distanza verticale tra la superficie libera e il centroide geometrico della parte bagnata. Non è la lunghezza misurata lungo il piano inclinato e non coincide necessariamente con la profondità del bordo superiore, del bordo inferiore, della cerniera o del centro di pressione. Se il disegno indica una distanza lungo la pendenza, la converta prima nella componente verticale mediante la geometria del problema. Quando una piastra attraversa la superficie libera, consideri solo la parte sommersa: determini area e centroide della forma bagnata anziché usare le dimensioni dell’intera piastra. Il calcolatore presume una superficie piana in un fluido fermo, di densità uniforme, con pressione relativa nulla alla superficie libera.

Comprenda l’equazione e i valori restituiti

Il calcolo applica F = rho g h_c A, dove rho è la densità di massa, g l’accelerazione di gravità, h_c la profondità verticale del centroide e A l’area sommersa. Il prodotto intermedio rho g h_c è la pressione relativa al centroide in pascal. Moltiplicandolo per l’area si ottiene la forza in newton, riportata anche in kilonewton. L’inclinazione influisce sulla geometria con cui si ricavano il centroide e la posizione della risultante, ma non modifica autonomamente la grandezza dopo che sono note la profondità verticale e l’area bagnata. Per questo non viene richiesto alcun angolo. Il valore predefinito è la gravità standard; Lei può indicare un altro valore positivo se richiesto da una specifica, una convenzione locale o un ambiente non terrestre. Tutti gli ingressi devono essere numeri positivi e finiti. Valori nulli, negativi, mancanti o non numerici vengono rifiutati per evitare risultati fuorvianti.

Applichi il risultato entro i limiti corretti

Usi la forza risultante come carico normale totale dovuto alla pressione idrostatica relativa su un lato del piano. È utile per il dimensionamento preliminare di paratoie, pannelli di serbatoi, portelli, finestre e altri componenti piani sommersi. La sola grandezza non individua il centro di pressione, non calcola il momento rispetto a una cerniera, non scompone la forza in componenti e non include la pressione sulla faccia opposta. Queste operazioni richiedono ulteriori dati geometrici, come il momento d’inerzia dell’area e l’orientamento della piastra. L’equazione presume inoltre condizioni idrostatiche: non rappresenta urto delle onde, accelerazione del fluido, colpo d’ariete, resistenza viscosa o altri carichi dinamici. Se la densità varia sensibilmente con la profondità, occorre integrare la distribuzione usando un modello adeguato. Consideri la precisione restituita una comodità numerica, non una prova della precisione delle misure. Per un progetto reale, applichi combinazioni di carico, coefficienti di sicurezza, regole sui materiali e verifiche professionali previsti dalla norma pertinente.