高考申論題
112年
[水利工程] 流體力學
第 一 題
一、下圖為一水深2 m的蓄水池,有一寬度為1 m高度為3 m的閘門,混凝土塊與閘門間利用極細的鋼索連結,且不計閘門的重量,需最小體積為何的混凝土塊方可關閉閘門?混凝土的比重量為23.6 kN/m3。(20分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
這是一道典型的流體靜力學與剛體平衡的綜合應用題。解題思維應分為以下三個步驟:
- 分析閘門受力:閘門左側受水壓力,需先計算靜水總壓力($F_w$)及其作用點(即壓力中心 $y_p$)。注意水深僅 2 m,而閘門高 3 m,因此水壓力僅作用在閘門下半部的 2 m 區域。
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【考點分析】 本題考查流體靜力學中的「平面受靜水壓力」以及「阿基米德浮力原理」與剛體力矩平衡的綜合計算。 【理論/法規依據】
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