Теория плавания тел

Сила давления на криволинейную стенку

F - реакция стенки на жидкость. Разложим ее на верти­кальную и горизонтальную составляющие: F_в и F_г. Модуль силы F =. Запишем условия равновесия: F_в = G + р ₀ s_в, F_г = ρgh _c s_г + p ₀ s_г,

где G - вес жидкости в объеме тела давления АА'В'ВА; s_в - вертикальная проекция рассматриваемой площадки; s_г - горизонтальная проекция площадки.

Пусть в жидкость погружено тело произвольной формы.

F _B1, - сила давления жидкости на верхнюю часть поверхно­сти тела, направлена вертикально вниз и равна весу жидкости в объеме АА'В'ВСА;

F _в2- сила давления жидкости на нижнюю часть поверхно­сти тела, направлена вертикально вверх и равна весу жидко­сти в объеме АА'В'ВДА.

F _A = F_{в 2} – F_{в 1}, = G _АBCД = Vρg, где F _A- архимедова сила.

Закон Архимеда звучит следующим образом:

На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом и приложенной в центре тяжести погруженной части тела.

Кроме центра тяжести для плавающего тела имеют место еще два центра:

Центр водоизмещения - это центр тяжести погруженной части тела.

Метацентр - точка пересечения оси плавания тела с линией действия архимедовой силы. Возможны 3 случая соотношения веса тела и архимедовой силы:

1) G > F _A - тело тонет;

2) G = F _A - тело плавает в полностью погруженном состоянии. Центр тяжести тела лежит на одной вертикали с центром водоизмещения;

3) G < F _A - тело плавает в частично погруженном состоянии.

Условие устойчивого равновесия тела: центр тяжести должен находиться ниже центра водоизмещения.

Остойчивость - это способность тела восстанавливать равновесие после прекращения действия внешних сил.

Дата добавления: 2014-01-04