ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равновесие тела в покоящейся жидкости из "Гидравлика " Определим силу полного давления со стороны жидкости на погруженное в нее тело. [c.52] Для этого рассмотрим некоторое тело произвольной формы, объема V и плотности р , погруженное в жидкость плотностью р (рис. 35), и найдем составляющие силы давления по координатным осям (оси хну расположим в горизонтальной плоскости, ось z направим по вертикали). [c.52] Из полученного выражения видно, что вертикальная составляющая давления будет направлена вверх (в сторону большей силы) и равна силе тяжести (весу) жидкости в объеме указанной призмы. [c.53] Таким образом, вертикальная составляющая давления со стороны жидкости на погруженное в нее тело направлена вверх и равна силе тяжести (весу) жидкости в объеме тела. [c.53] Из закона Архимеда следует, что на тело, погруженное в жидкость, в конечном счете действуют две силы сила тяжести (вес тела) G и подъемная ( архимедова ) сила R (рис. 36). [c.54] При этом могут иметь место следуюш ие основные случаи. [c.54] Равнодействуюш,ая этих сил G—R равна нулю, следовательно, тело будет находиться в состоянии безразличного равновесия, т. е. помеш,енное на любую глубину оно не будет ни всплывать, ни тонуть. [c.54] Кроме указанного выше условия R = G для равновесия тела, погруженного в жидкость, необходимо также, чтобы точки приложения этих сил лежали на одной вертикали. [c.54] Если тело однородно, точки приложения указанных сил всегда совпадают (рис. 37, а) если же тело неоднородно, эти точки не совпадают и для равновесия, кроме равенства сил G и R, необходимо, чтобы их линии действия были направлены по одной прямой. В противном случае (рис. 37, бив) силы G и R образуют пару сил, под действием которых тело повернется в жидкости и придет в положение равновесия лишь тогда, когда точки приложения обеих сил будут расположены на одной вертикали. [c.54] Наибольший практический интерес представляет исследование условий равновесия при плавании тел (т. е. равновесия тел, погруженных в жидкость частично). [c.55] Теория плавающего тела подробно изучается в специальных дисциплинах, например в теории корабля. Здесь мы ограничимся рассмотрением лишь гидравлической сущности этой теории. [c.55] Способность плавающего тела, выведенного из состояния равновесия, вновь возвращаться в это состояние называется остойчивостью. [c.55] В теории корабля различают два вида остойчивости судна поперечную (при крене судна), когда один борт превышает другой (рис. 38), и продольную, когда один конец судна (нос или корма) находятся выше другого (рис. 39). Практически более важное значение имеет исследование вопроса поперечной остойчивости, так как продольная остойчивость обычно весьма значительна. [c.55] Силу тяжести (вес) жидкости, взятой в объеме погруженной части судна, называют водоизмещением, а точку приложения равнодействующей давления (т. е. центр давления) — центром водоизмеи ения. При нормальном положении судна центр тяжести его с (рис. 40) и центр водоизмещения d лежат на одной вертикальной прямой О — О, представляющей ось симметрии судна и называемой осью плавания. [c.55] Таким образом, плавающее судно имеет три характерные точки центр тяжести, не меняющий своего положения по отношению к судну при любом его положении центр водоизмещения судна, перемещающийся при его крене метацентр, также изменяющий свое положение в зависимости от крена . [c.56] Следовательно, чем ниже расположен центр тяжести и чем больше метацентрическая высота, тем больше будет остойчивость судна. [c.56] Поэтому метацентрическая высота может быть принята за меру остойчивости. Практически ее нормальное значение для торговых судов находится в пределах 0,3—0,8 м. [c.56] Вернуться к основной статье