Центр - тяжесть - вытесненный объем
Cтраница 2
У тел, погруженных в жидкость ( подводные лодки), у аэростатов, дирижаблей ватерлинии не имеется, следовательно jt / 2 0; поэтому они будут находиться в устойчивом равновесии только тогда, когда их центр тяжести лежит на одной вертикали с центром тяжести вытесненного объема жидкости или воздуха и под ним. Понятие метацентра в этом случае утрачивает свой смысл, так как метацентр совпадает с центром тяжести вытесненного объема. [16]
АРХИМЕДА ЗАКОН - закон статики жидкостей и газов, согласно к-рому на всякое тело, погруженное в жидкость ( или газ), действует со стороны этой жидкости ( гаяа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости ( газа), направленная по вертикали вверх и приложенная я центру тяжести вытесненного объема. Давление, действующее на погруженное в жидкость тело, увеличивается с глубиной погружения, поатому сила давления на ниж. В результате сложения всех сил, действующих на каждый алемент поверхности, получается равнодействующая F, направленная по вертикали вверх. [17]
 |
К равновесию тела в надводном плавании. [18] |
Силу Р называют подъемной силой. Она приложена в центре тяжести вытесненного объема жидкости, называемого центром водоизмещения, и направлена вертикально вверх. [19]
При отклонении тела от положения равновесия сила тяжести, приложенная к центру тяжести тела, и подъемная сила, приложенная к центру тяжести вытесненного объема, создают вращающий момент. Если центр тяжести тела Q лежит ниже центра тяжести вытесненного объема С ( рис. 241), то вращающий момент возвращает тело к положению равновесия. [20]
Если подъемная сила, действующая на тело. Условия равновесия попрежнему сводятся к тому, что центр тяжести тела и центр тяжести вытесненного объема должны лежать на одной вертикали. [21]
Если подъемная сила, действующая на тело, целиком погруженное в жидкость, больше, чем вес тела, то тело всплывет на поверхность; подъемная сила ( вес вытесненной жидкости) убывает до тех пор, пока не окажется равной весу тела. Условия равновесия по-прежнему сводятся к тому, что центр тяжести тела и центр тяжести вытесненного объема должны лежать на одной вертикали. [22]
У тел, погруженных в жидкость ( подводные лодки), у аэростатов, дирижаблей ватерлинии не имеется, следовательно jt / 2 0; поэтому они будут находиться в устойчивом равновесии только тогда, когда их центр тяжести лежит на одной вертикали с центром тяжести вытесненного объема жидкости или воздуха и под ним. Понятие метацентра в этом случае утрачивает свой смысл, так как метацентр совпадает с центром тяжести вытесненного объема. [23]
Это положение равновесия будет устойчиво, если при отклонении от него возникают моменты сил, которые снова возвращают тело в положение равновесия. При отклонении тела от положения равновесия сила тяжести, приложенная к центру тяжести тела, и подъемная сила, приложенная к центру тяжести вытесненного объема, создают момент сил. Если центр тяжести тела О лежит ниже центра тяжести вытесненного объема С ( рис. 282, а), то возникший момент сил возвращает тело к положению равновесия. В противном случае ( рис. 282, б) возникший момент сил еще дальше отклоняет тело от положения равновесия. Поэтому для того, чтобы равновесие было устойчиво, центр тяжести тела должен лежать ниже центра тяжести вытесненного объема. Это условие должно быть соблюдено, например, в подводной лодке, для того чтобы в погруженном состоянии она не опрокидывалась. [24]
 |
К рассмотрению закона Архимеда. [25] |
Закон Архимеда, выведенный на примере прямоугольной призмы, справедлив для тел любой конфигурации, а также тел, частично погруженных в жидкость. Сила РА часто называется архимедовой или подъемной силой. Она приложена в центре тяжести вытесненного объема жидкости, который называется центром водоизмещения. Центр водоизмещения обычно не совпадает с центром тяжести тела, исключение составляют однородные тела. [26]
Твердое тело, погруженное частью в воздух и частью в воду, теряет часть своего веса в воздухе, равную весу в воздухе вытесненного объема воды. Полное давление есть равнодействующая давлений воды, уменьшенных на атмосферное давление. Центр давлений находится в центре тяжести вытесненного объема воды. Если пренебречь весом вытесненного воздуха, то можно высказать принцип, опуская слова, набранные курсивом. [27]
Из условий равновесия следует, что целиком погруженная грань параллелепипеда должна быть горизонтальна. При отклонении параллелепипеда от положения равновесия центр тяжести вытесненного объема перемещается в ту же сторону, куда наклонился параллелепипед. Вследствие того, что точка приложения силы тяжести О и точка приложения подъемной силы С не лежат на одной вертикали, возникают моменты силы тяжести и подъемной силы. Если полностью погруженная в жидкость грань EF параллелепипеда больше, чем частично погруженные DE и GF ( рис. 283), то возникший момент будет возвращать тело к положению равновесия - равновесие будет устойчиво. В противном случае ( рис. 284), когда полностью погруженная в жидкость грань EF меньше, чем частично погруженные грани DE и GF, возникший момент будет еще больше наклонять тело - равновесие будет неустойчиво. [28]
Это положение равновесия будет устойчиво, если при отклонении от него возникают моменты сил, которые снова возвращают тело в положение равновесия. При отклонении тела от положения равновесия сила тяжести, приложенная к центру тяжести тела, и подъемная сила, приложенная к центру тяжести вытесненного объема, создают момент сил. Если центр тяжести тела О лежит ниже центра тяжести вытесненного объема С ( рис. 282, а), то возникший момент сил возвращает тело к положению равновесия. В противном случае ( рис. 282, б) возникший момент сил еще дальше отклоняет тело от положения равновесия. Поэтому для того, чтобы равновесие было устойчиво, центр тяжести тела должен лежать ниже центра тяжести вытесненного объема. Это условие должно быть соблюдено, например, в подводной лодке, для того чтобы в погруженном состоянии она не опрокидывалась. [29]
Объем жидкости, вытесненный телом, называется его объемным водоизмещением. Равнодействующая сил давления, действующих на это тело, как было показано в § 4, сводится к направленной вертикально вверх силе Архимеда, называемой также поддерживающей силой. Линия действия поддерживающей силы, как это следует из формулы (6.45), проходит через центр тяжести вытесненного объема жидкости, который называется центром водоизмещения D. Принято считать, что поддерживающая сила приложена в центре водоизмещения. [30]
Страницы: 1 2 3