力学静水压强实验分析

平面静水总压力实验分析报告

班级：大禹港航姓名：张成君学号：1119010509

实验原理：

作用于任意形状平面上的静水总压力等于该平面形心点的压强与平面面积的乘积。矩形平面上的静水总压力等于压强分布图的体积，即P=V=Ω*b。

对于三角形分布：P=（1/2）Hb，e=（1/3）H

对于梯形分布：P=（1/2）（H1+H2）ab，e=（a/3）（2H1+H2）/（H1+H2）

数据处理与分析：

班级一共分为15组，每组三角形分布与梯形分布各三组数据，故，平面静水总压力实验共有45组数据，按照水位读数H由小到大的顺序排列。（数据表格见反面）相对值均值：y=0.95 相对值方差：s²=∑（yi-0.95）²=0.2783

由数据可以看出，实际静水总压力与理论静水点压力P理在误差允许范围内大致相等，相对值y在1.00附近，均值0.95，实验精确度较高。

有实验数据可验证得静水压力理论的正确性，即：作用于任意形状平面上的静水总压力P 等于该平面形心点的压强与平面面积A的乘积。即P=pc·A。

由数据可分别绘制出三角形分布与梯形分布的压力P与e的关系曲线。

直线方程为y=1.248x-1.1107，与理论公式近似相等。

直线方程为y=4.4055x-11.594，与理论公式近似相等。

实验产生误差的原因及避免误差的方法：

1、实验仪器所带来的误差。

①、砝码表面磨损，质量未达标注质量，致实际静水总压力略小于理论静水点压力，y值略小

于1.00。

仪器老化所导致的实验误差，可通过对仪器的保养养护来减小误差，必要时，可更换仪器。

②、实验仪器上支点位置的影响。扇形体的圆柱形曲面上各点处的静水总压力均通过其圆心，

故支点必须在圆心上。否则，圆柱形曲面上的静水总压力就会对杠杆受力发生作用，产生测量误差。

实验前检查仪器上支点的位置是否通过圆心，若不通过，需调节使其符合要求。

2、实验操作中产生的误差。

①、读数误差。由于眼睛读数时的俯视或仰视，导致水位读数偏大或偏小，带来误差。

读数时，视线与水面保持水平，确保水位读数的准确性。

②、未调平产生的误差。仪器不水平，杠杆原理的应用出现误差。

实验开始之前需要利用水准泡进行仪器调平，确保杠杆水平度。

③、水的粘滞性引起的误差。水附着在仪器壁面上，使读数区水面低于实际水面。

进行三角形区域数据收集是，应注意将水面调至将近100mm处，水面较高时，水附着在壁面上引起的水位误差相对于水位读数可忽略不计，故需在三角形区域实验时，注意水位的选取，不可过小。