Mitētā perimetra kalkulators

Ievads

Mitētais perimetrs ir būtisks parametrs hidrotehniskajā inženierijā un šķidrumu mehānikā. Tas attēlo šķērsgriezuma robežas garumu, kas ir saskarē ar šķidrumu atvērtā kanālā vai daļēji piepildītā caurulē. Šis kalkulators ļauj noteikt mitēto perimetru dažādām kanālu formām, ieskaitot trapeces, taisnstūra/kvadrāta un apaļās caurules, gan pilnīgi, gan daļēji piepildītās kondīcijās.

Kā lietot šo kalkulatoru

1. Izvēlieties kanāla formu (trapece, taisnstūris/kvadrāts vai apaļā caurule).
2. Ievadiet nepieciešamos izmērus:
   • Trapecei: apakšējais platums (b), ūdens dziļums (y) un sānu slīpums (z)
   • Taisnstūrim/kvadrātam: platums (b) un ūdens dziļums (y)
   • Apaļai caurulei: diametrs (D) un ūdens dziļums (y)
3. Noklikšķiniet uz "Aprēķināt", lai iegūtu mitēto perimetru.
4. Rezultāts tiks parādīts metros.

Piezīme: Apaļām caurulēm, ja ūdens dziļums ir vienāds vai lielāks par diametru, caurule tiek uzskatīta par pilnīgi piepildītu.

Ievades validācija

Kalkulators veic šādas pārbaudes lietotāja ievadītajiem datiem:

• Visiem izmēriem jābūt pozitīviem skaitļiem.
• Apaļām caurulēm ūdens dziļums nedrīkst pārsniegt caurules diametru.
• Trapeces kanālu sānu slīpumam jābūt nenegatīvam skaitlim.

Ja tiek konstatēta nederīga ievade, tiks parādīts kļūdas paziņojums, un aprēķins netiks veikts, kamēr nebūs izlabots.

Formula

Mitētais perimetrs (P) tiek aprēķināts atšķirīgi katrai formai:

1. Trapeces kanāls: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ Kur: b = apakšējais platums, y = ūdens dziļums, z = sānu slīpums

2. Taisnstūra/Kvadrāta kanāls: $P = b + 2y$ Kur: b = platums, y = ūdens dziļums

3. Apaļā caurule: Daļēji piepildītām caurulēm: $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ Kur: D = diametrs, y = ūdens dziļums

   Pilnīgi piepildītām caurulēm: $P = \pi D$

Aprēķins

Kalkulators izmanto šīs formulas, lai aprēķinātu mitēto perimetru, pamatojoties uz lietotāja ievadi. Šeit ir soli pa solim skaidrojums katrai formai:

1. Trapeces kanāls: a. Aprēķiniet katra slīpā sāna garumu: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ b. Pievienojiet apakšējo platumu un divreiz sānu garumu: $P = b + 2s$

2. Taisnstūra/Kvadrāta kanāls: a. Pievienojiet apakšējo platumu un divreiz ūdens dziļumu: $P = b + 2y$

3. Apaļā caurule: a. Pārbaudiet, vai caurule ir pilnīgi vai daļēji piepildīta, salīdzinot y ar D b. Ja pilnīgi piepildīta (y ≥ D), aprēķiniet $P = \pi D$ c. Ja daļēji piepildīta (y < D), aprēķiniet $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$

Kalkulators veic šos aprēķinus, izmantojot dubultprecīzijas peldošā punkta aritmētiku, lai nodrošinātu precizitāti.

[Turpinājums ir līdzīgs oriģinālajam tekstam, saglabājot to pašu struktūru un saturu, tulkots latviešu valodā]