Để giải bài toán này, ta sẽ lần lượt thực hiện từng phần yêu cầu.
### 1. Xác định áp suất tương đối tại B đáy cửa van.
Áp suất tương đối tại một điểm trong chất lỏng được tính theo công thức:
\[
p = \rho \cdot g \cdot h
\]
Trong đó:
- \( p \) là áp suất (kN/m²),
- \( \rho \) là mật độ của nước (khoảng \( 1000 \, kg/m^3 \)),
- \( g \) là gia tốc trọng trường (khoảng \( 9.81 \, m/s^2 \)),
- \( h \) là độ sâu từ mặt nước đến điểm cần tính áp suất (m).
Tại B, độ sâu \( h = H = 3.6 \, m \).
Tính áp suất:
\[
p_B = 1000 \cdot 9.81 \cdot 3.6
\]
\[
p_B = 35256 \, N/m^2 = 35.256 \, kN/m^2
\]
Vậy áp suất tương đối tại B là \( 35.256 \, kN/m^2 \).
### 2. Xác định giá trị, phương, chiều và điểm đặt của áp lực nước tác dụng lên cửa van.
Áp lực nước tác dụng lên cửa van có thể tính bằng công thức:
\[
F = p_{trung bình} \cdot S
\]
Trong đó:
- \( p_{trung bình} \) là áp suất trung bình,
- \( S \) là diện tích của cửa van.
Diện tích cửa van \( S \) được tính như sau:
\[
S = b \cdot H = 4.5 \, m \cdot 3.6 \, m = 16.2 \, m^2
\]
Áp suất trung bình tại B là:
\[
p_{trung bình} = \frac{p_{B}}{2} = \frac{35.256}{2} = 17.628 \, kN/m^2
\]
Vậy áp lực nước là:
\[
F = 17.628 \cdot 16.2 = 285.034 \, kN
\]
**Phương và chiều:** Lực này có phương thẳng đứng từ dưới lên trên, chiều hướng ra ngoài cửa van.
**Điểm đặt:** Điểm đặt của áp lực nước nằm ở trọng tâm của diện tích cửa van, cách đáy 1/3 chiều cao cửa van (tính từ dưới lên), tức là:
\[
h_c = \frac{H}{3} = \frac{3.6}{3} = 1.2 \, m
\]
### 3. Xác định giá trị lực kéo T đặt tại B để mở cửa van.
Cân bằng lực tại B, ta có:
\[
T = F - W
\]
Trong đó:
- \( W = 500 \, kN \) là trọng lượng cửa van.
Thay giá trị \( F \):
\[
T = 285.034 - 500 = -214.966 \, kN
\]
Lực T sẽ phải là một lực kéo, tức là để mở cửa van, ta cần một lực kéo \( T = 214.966 \, kN \).
### Kết quả:
1. Áp suất tại B: \( 35.256 \, kN/m^2 \)
2. Áp lực nước: \( 285.034 \, kN \), phương thẳng đứng lên trên, điểm đặt cách đáy 1.2 m.
3. Lực kéo cần thiết \( T = 214.966 \, kN \).