Плавання тіл - це

стан рівноваги тв. тіла, частково або повністю зануреного в рідину (або газ). Осн. задача теорії П. т.- визначення положень рівноваги тіла, зануреного в рідину, з'ясування умов стійкості рівноваги. Найпростіші умови П. т. Вказує Архімеда закон.

Осн. поняття теорії П. т. (рис. 1):

1) водотоннажність тіла - вага рідини, що витісняється тілом в стані рівноваги (збігається з вагою тіла);

2) площину можливої ​​вантажної ватерлінії - всяка площину аb, що відсікає від тіла об'єм, вага рідини в к-ром дорівнює водотоннажності тіла;

3) поверхня вантажних ватерліній - поверхня I, в кожній точці до-рій дотична площину явл. площиною можливої ​​вантажної ватерлінії;

4) центр водотоннажності (або центр величини) - центр ваги А обсягу, який відсікається площиною можливої ​​вантажної ватерлінії;

5) поверхню центрів водотоннажності - поверхня II, що є геометричний. місцем центрів водотоннажності.

Плавання тіл - це

Мал. 1. ab, a1b1, а2b2 - площині можливої ​​вантажної ватерлінії; А, А1, А2 - центри водотоннажності для об'ємів, що відсікаються площинами аb, a1b1, a2, b2; I - поверхня вантажних ватерліній; II - поверхня центрів водотоннажності.

Якщо тіло занурити в рідину до До.-н. площині можливої ​​вантажної ватерлінії аb (рис. 2), то на тіло діятимуть направлена ​​перпендикулярно цій площині (т. е. вертикально вгору) підтримуюча сила F, що проходить через центр А, і чисельно рівна їй сила тяжіння Р. Як доводиться в теорії П . т. напрям сили F збігається одночасно з напрямом нормалі An до поверхні II в точці А.

Плавання тіл - це

Мал. 2. Сили, що діють на тіло, занурене в рідину до вантажної ватерлінії аb.

У положенні рівноваги сили F і Р мають бути направлені уздовж однієї прямої, т. Е. Нормаль до поверхні II, відновлена ​​з центру А, повинна проходити через центр ваги С тіла (нормалі А1С, А2С на рис. 1). Число нормалей до поверхні II, що проходять через центр ваги С, дає число можливих положень рівноваги плаваючого тіла. Якщо тіло вивести з положення рівноваги, то на нього буде діяти пара сил F, Р. Коли ця пара прагне повернути тіло в положення рівноваги, рівновага стійка, в іншому випадку - нестійкий. Про стійкість рівноваги можна судити по положенню метацентра. Інший простий ознака: положення рівноваги стійко, якщо для нього відстань між центрами А і С явл. найменшим порівняно з цим відстанню для сусідніх положень (на рис. 1 при зануренні до площини а2b2 рівновага стійка, а до а1b1- нестійкий).

- состояніеравновесія твердого тіла, частково або повністю зануреного в рідину (або газ). Осн. задача теорії П. т. - визначення рівноваги тіла, погружённогов рідина, з'ясування умов стійкості рівноваги. Найпростіші условіяП. т. вказує Архімеда закон.
Осн. поняття теорії П. т. (рис. 1): 1) водотоннажність тіла - вага рідини, що витісняється тілом в стані рівноваги (збігається з вагою тіла); 2) площину можливої ​​вантажної ватерлінії -Всякі площину ab, що відсікає від тіла об'єм, вага рідини в к-ромравен водотоннажності тіла; 3) поверхня вантажних ватерліній - поверхностьI, в кожній точці до-рій дотична площину є площиною возможнойгрузовой ватерлінії; 4) центр водотоннажності (або центр величини) - центртяжесті А обсягу, який відсікається площиною можливої ​​вантажної ватерлінії; 5) поверхню центрів водотоннажності - поверхня II, що є геом.

Схожі статті