Плавание тел. Закон Архимеда

Равновесие тел в жидкости определяется величиной сил действующих на него и формой тела, определяющеё положение центра тяжести тела и положения центра давления или центра водоизмещения.

Центр водоизмещения- центр тела давления.

Силы тяжести приложены в центре тяжести тела, а силы давления приложены к поверхности тела и соответственно закону Архимеда представляет собой выталкивающую силу.

Из соответ-я силы тяжести и выталкивающей силы, можно выделить 3 основных случая.

1. G>P_z- тело тонет. G- сила тяжести P_z выталкивающая сила.

2. G=P_z-тело находится во взвешенном состоянии внутри жидкости.

3. G>P_z-ло всплывает.

G=P_z

При расположении тела внутри жидкости его равновесие определяется взаиморасположением центра тяжести и центра давления (центра водоизмещения).

А) уровень воды.

АВ- ось плавания. Равновесие тела абсолютное. Отклоним тело от положения равновесия. Р_z из удобства чертежа.

Когда центр тяжести ниже центра давления, тело обладает центром устойчивости.

Б)

Положение не устойчиво для тела находящаяся в жидкости.

Когда цент давления находится ниже центра тяжести, то тело внутри жидкости абсолютно остойчиво.

В) безразличное равновесие.

Р_z>G тело всплывает до тех пор пока не наступило равенство G и P_z. Рассмотрим равновесия плавающие на поверхности тела.

Если центр тяжести С расположен ниже центра давления Д, то тело на поверхности абсолютно устойчиво.

Практически у всех плавающих на поверхности тел, центр тяжести расположен выше центра давления.

Рассмотрим остойчивость тел. Отклоним ось плавания АВ от положения равновесия. Центр давления сместится по некоторому радиусу .

т. М- точка пересечения оси плавания, с направлением действия, выталкивающей или архимедовой силы называется метацентр.

CD=е – эксцентриситет давления.

МС=h_m- метоцентрическая высота.

Метоцентр расположен выше центра тяжести силы Р_z и G создают восстанавливающий момент, и тело называется статически остойчивым. Эта остойчивость соблюдается при углах не более 15⁰.

Метоцентр ниже центра тяжести, то пара си G и Р_z создают опрокидывающий момент и тело не остойчиво. Т/о это очень важное положение при строительстве кораблей. Надо как можно ниже расположить центр тяжести судна.

Закон Архимеда.

На тело погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела.

Строим тело давления на верхнюю часть тела:

Дата добавления: 2015-05-23