Vzgon

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Sile, ki delujejo na delno potopljeno telo.

Vzgon (zastarelo ime je plovnost [1] ) je lastnost telesa, potopljenega v tekočino, da ostane v ravnotežju, ne da bi zapustil vodo in se ne potaplja naprej, torej plavati. Tudi - del teorije ladij, ki preučuje plovnost.

Arhimedov zakon

Starogrški znanstvenik Arhimed je oblikoval zakon, po katerem potopljeno telo lebdi v ravnotežju, ko je njegova teža enaka teži volumna tekočine, ki jo je izpodrinilo.

V tem primeru je potisna sila, ki je po naravi tlačna sila, odvisna od gostote tekočine (ρ tekočina ), teža ( Gravity ) pa od gostote telesa (ρ objekta ). Obe sili sta rezultanta porazdeljenih obremenitev. Jasno je, da večja kot je gostota tekočine, manj bo del telesa potonil v ravnotežje. Nasprotno, večja kot je gostota telesa za dano prostornino, večja je njegova masa m in globlje se bo potopilo.

V odsotnosti površinske napetosti bo ravnotežna enačba plavajočega telesa videti tako:

kje - telesna teža, - gostota telesa, - gravitacijski pospešek, - teža potopljenega telesa, Je gostota tekočine.

Verjame se, da je Arhimed ta zakon izpeljal tako, da je rešil problem določanja gostote telesa, ne da bi se zatekel k volumnu. Po legendi je moral ugotoviti, ali je krona narejena iz zlata, ki je tehtalo enako kot zlata palica. Zaradi zapletene oblike ni mogel neposredno izmeriti volumna krone. [2]

Vzgon ladje (plovila)

Vzgon (prikazano v svetlo zeleni)

Vzgon

Vzgon ladje razumemo kot njeno sposobnost, da ostane na površini pri dani obremenitvi [3] . Za to sposobnost je značilna meja vzgona , ki je izražena kot odstotek prostornine vodotesnih predelkov nad vodno črto do celotne vodotesne prostornine. Vsaka kršitev neprepustnosti vodi do zmanjšanja rezerve plovnosti. Za ladjo (plovilo), katere trup je vodotesen vzdolž glavne palube :

kje - prostornina podpalubnih prostorov nad vodno črto, - celotno prostornino podpalubja.

Ravnotežna enačba v tem primeru ima obliko:

ali:

kje - teža plovila, - gostota vode, - potopljena prostornina in se imenuje osnovna enačba vzgona

Iz tega sledi:

  1. pri konstantni gostoti sprememba obremenitve spremlja sorazmerna sprememba potopljenega volumna dokler ni dosežen nov ravnotežni položaj. To pomeni, da s povečanjem obremenitve plovilo "sedi" v vodi globlje, z zmanjšanjem plava višje.
  2. pri stalni obremenitvi sprememba gostote spremlja obratno sorazmerna sprememba potopljene prostornine ... Torej, v sladki vodi ladja sedi globlje kot v slani vodi.
  3. sprememba glasnosti pri drugih enakih pogojih jo spremlja sprememba osnutka. Na primer, pri balastiranju z morsko vodo ali zasilnem poplavljanju predelkov se lahko šteje, da ladja ni sprejela tovora, ampak je povečala potopljeno prostornino, ugrez pa se je povečal - ladja sedi globlje. Ko se voda izčrpa, se zgodi ravno nasprotno.

Fizični pomen meje vzgona je prostornina vode, ki jo lahko ladja sprejme (recimo, ko so oddelki poplavljeni), medtem ko še vedno plava. 50-odstotna rezerva vzgona pomeni, da je vodotesen volumen nad vodno črto enak volumnu pod njo. Za površinske ladje so značilne rezerve 50 ÷ 60% in več. Verjame se, da več zalog, ko ste uspeli dobiti med gradnjo, tem bolje.

Nevtralna vzgona

Primer obremenitvene linije

Ko je prostornina prejete vode (za površinsko ladjo) natančno enaka meji vzgona, se šteje, da je plovnost izgubljena - marža je 0%. Pravzaprav se v tem trenutku ladja potaplja vzdolž glavne palube in je v nestabilnem stanju, ko lahko vsak zunanji vpliv povzroči, da pade pod vodo. Vplivov praviloma ne manjka. V teoriji se ta primer imenuje nevtralna plovnost .

Negativna vzgona

Ko prejme prostornino vode, ki je večja od rezerve plovnosti (ali katerega koli tovora, ki je večji po teži), se pravi, da plovilo prejme negativni vzgonski tlak . V tem primeru ne more plavati, ampak se lahko samo potopi.

Zato se za plovilo določi obvezna meja vzgona, ki jo mora imeti v nedotaknjenem stanju za varno plovbo. Ustreza celotnemu premiku in je označena z vodno črto in/ali tovorno črto .

Hipoteza ravne strani

Primer diagrama obremenitve, vzgona in ugreza ladje s skupnim izpodrivom 6000 t

Za določitev vpliva spremenljivih uteži na plovnost se uporablja predpostavka, po kateri se šteje, da sprejem majhnih (manj kot 10% premikov ) uteži ne spremeni površine delujoče vodne črte. To pomeni, da se sprememba osnutka šteje, kot da je telo ravna prizma. Potem je premik neposredno odvisen od ugreza.

Na podlagi tega se določi faktor spremembe padavin, običajno v t / cm:

kje - območje delujoče vodne linije , pomeni količino spremembe obremenitve v tonah, ki je potrebna za spremembo ugreza za 1 cm.Ko se izračuna v obratni smeri, vam omogoča, da ugotovite, ali je meja vzgona presegla dovoljene meje.

Poglej tudi

Opombe (uredi)

  1. Sobolev L. Gruzijske pravljice // Zgodbe sovjetskih pisateljev. Zvezek 3. - M .: Država. iz leposlovja, 1952. - S. 332.
  2. Arhimed. Arhimedov zakon. Biografija Arhimeda.
  3. Bojna plovnost // Vojaška enciklopedija : [v 18 zvezkih] / ur. VF Novitsky ... [ in drugi ]. - SPb. ; [ M. ]: Vrsta. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.

Literatura

  • Voitkunsky Ya. I. Priročnik o teoriji ladje. T. 2. Statika sodišč. Gibanje ladij. - L.: Ladjedelništvo. - 1986.
  • Sizov V.G. Teorija ladje: učbenik za univerze. - Odessa, Phoenix. - 2003.

Povezave