Сила давления покоящейся жидкости на наклонные плоские стенки.
Закон архимеда. Плавание тел. Остойчивость.
Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называется силой Архимеда:
где 
— плотностьжидкости (газа), 
— ускорение свободного падения, а 
— объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плаваетна поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена кцентрутяжестиэтого объёма.
Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.
По закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх,
где W— объем погруженной части тела.
Вес воды, вытесняемой телом, полностью или частично погруженным в воду, называется водоизмещением.
Центр тяжести 
вытесненного объема жидкости называетсяцентром водоизмещения илицентром давления. При наклоне (крене) плавающего тела центр водоизмещения изменяет свое положение.
Линия, проходящая через центр тяжести тела 
и центр водоизмещения в положении равновесия перпендикулярно свободной поверхности воды (плоскости плавания), являетсяосью плавания. В положении равновесия ось плавания вертикальна, при крене она наклонена к вертикали под углом крена.
|
|
|
Точку пересечения подъемной силы Р при наклонном положении тела с осью плавания принято называтьметацентром.Расстояние между центром тяжести тела и метацентромMобозначаетсячерезhм(метацентрическая высота). Чем выше расположен метацентр над центром тяжести тела, т. е. чем больше метацентрическая высота 
, тем больше остойчивость тела (способность из крена переходить в положение равновесия), так как момент пары сил 
, стремящийся восстановить равновесие тела, прямо пропорционален метацентрической высоте. Величина метацентрической высоты может быть определена по формуле
где 
— момент инерции площади плоскости плавания относительно продольной оси 
;
W— водоизмещение тела;
е — расстояние между центром тяжести и центром водоизмещения.
Если метацентр лежит ниже центра тяжести тела, т. е. метацентрическая высота отрицательна, то тело неостойчиво.
Остойчивостью называется способность судна, выведенного из положения нормального равновесия какими-либо внешними силами, возвращаться в свое первоначальное положение после прекращения действия этих сил. К внешним силам, способным вывести судно из положения нормального равновесия, относятся ветер, волны, перемещение грузов и людей, а также центробежные силы и моменты, возникающие при поворотах судна. Судоводитель обязан знать особенности своего судна и правильно оценивать факторы, влияющие на его остойчивость. Различают поперечную и продольную остойчивость.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 361; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!