• Предыдущая задача

 11(К). Свая в виде двух соосных цилиндров забита в грунт дна водоема глубиной H (рис.). Какая сила действует на сваю со стороны воды? Сечение верхнего цилиндра S₁, его высота h₁, сечение нижнего цилиндра S₂, высота его части, находящейся в воде, h₂.

 Решение.
 Силы давления воды на боковые поверхности сваи компенсируют друг друга. Выталкивающая сила, действующая на нижнюю часть верхнего цилиндра сваи сечением S₁ − S₂, равна
ρg(Н − h₂)(S₁ − S₂),
где ρ − плотность воды.
Сила, прижимающая сваю к грунту, действует на верхнее основание сваи сечением S₁ и равна
ρg(H − h₁ − h₂)S₁.
Результирующая сила равна
F = ρg(h₁S₁ + h₂S₂) − ρgHS₂.
 Как видно, структура ответа простая: от обычной выталкивающей силы, найденной по закону Архимеда (соответствующий объем сваи на рисунке заштрихован), отнимается сила давления воды на нижнее основание сваи, как бы находящееся на уровне дна водоема. В зависимости от соотношения между h₁, h₂, S₁, S₂, H результирующая сила может быть как выталкивающей, так и прижимающей сваю ко дну водоема. В приведенных формулах отсутствует также атмосферное давление.
 Вопрос о том, проникает ли воздух через грунт и тем самым передает свое давление на нижнее основание сваи, забитой в грунт, оставляем открытым для обсуждения.

• Следующая задача