在水下坚壁上有半球形问腔，如图。球心在水面下力处，球半径大求太对腔降的坚白一作用

针对半球形空腔在水下坚壁上的情况,可以采用以下步骤计算水压力对腔壁的作用力:

1. 确定半球体的参数:半球半径R,球心在水面的下方深度h。

2. 计算半球表面积S。因为是半球,所以表面积为:S = 2πR2 / 2 = πR2

3. 计算水压强P。水压强与深度成正比,水压强的计算公式为:P = ρgh,其中ρ为水的密度,g为重力加速度。

4. 计算水压力。水压力为:F = P × S,代入表面积S和水压强P,得到:F = ρgh × πR2

5. 分解水压力为垂直作用力Fv和平行作用力Fh。由于半球表面与水面垂直,所以平行作用力Fh为0。垂直作用力Fv = F = ρgh × πR2

6. 确定作用力的方向。由于空腔内的水压小于外水压,所以作用力的方向为由外向内 pressing inwards。

7. 综上,半球形空腔在水下坚壁上的水压力作用力可表达为:

Fv = ρgh × πR2

其中:Fv为垂直作用力(N),ρ为水密度(kg/m3),g为重力加速度(9.8N/kg),h为球心深度(m),R为半球半径(m)。

该作用力的方向为由外向内,作用在半球形空腔的内壁表面,使腔内水压增大。

所以想要计算水压力对半球形空腔的作用力,关键在于确定空腔的几何参数,计算其表面积和作用在表面的水压强,从而得到作用力的大小和方向,这些计算方法和公式是理解此类水力学问题的基础。