Тело, погруженное (полностью или частично) в жидкость, испытывает со стороны жидкости суммарное давление, направленное снизу вверх и равное весу жидкости в объеме погруженной части тела.
Для однородного тела плавающего на поверхности справедливо соотношение
где: V - объем плавающего тела;
ρт - плотность тела.
Существующая теория плавающего тела довольно обширна, поэтому мы ограничимся лишь гидравлической сущностью этой теории.
Плавучесть — это состояние равновесия твердого тела, частично или полностью погруженного в жидкость.
Остойчивость — способность плавающего тела, выведенного из равновесия, восстанавливать исходное положение после прекращения действия сил, вызывающих крен.
Крен — положение тела, при котором вертикальная плоскость его симметрии отклонена от вертикали к земной поверхности.
Вес жидкости, взятой в объеме погруженной части судна называют водоизмещением, а точку приложения равнодействующей давления (т.е. центр давления) - центром водоизмещения.
Рисунок
4.4 Поперечный профиль судна
При нормальном положении судна центр тяжести С и центр водоизмещения d лежат на одной вертикальной прямой O'-O", представляющей ось симметрии судна и называемой осью плавания.
Пусть под влиянием внешних сил судно наклонилось на угол α, часть судна KLM вышла из жидкости, а часть K'L'M, наоборот, погрузилось в нее. При этом получили новое положение центра водоизмещения d'. Приложим к точке d' подъемную силу R и линию ее действия продолжим до пересечения с осью симметрии O'-O". Полученная точка m называется метацентром, а отрезок mC = h называется метацентрической высотой. Будем считать h положительным, если точка m лежит выше точки C, и отрицательным - в противном случае.
Условия равновесия судна:
1) если h > 0, то судно возвращается в первоначальное положение;
2) если h = 0, то это случай безразличного равновесия;
3) если h < 0, то это случай неостойчивого равновесия, при котором продолжается дальнейшее опрокидывание судна.
Следовательно, чем ниже расположен центр тяжести и, чем больше метацентрическая высота, тем больше будет остойчивость судна.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему