Bärighet

Flytkraft (ett förlegat namn är flytkraft [1] ) är egenskapen hos en kropp nedsänkt i en vätska att förbli i balans utan att lämna vattnet och utan att sjunka vidare, det vill säga att flyta. Också - en del av teorin om fartyget , studera flytkraft.

Arkimedes lag

Den antika grekiske vetenskapsmannen Arkimedes formulerade lagen enligt vilken en nedsänkt kropp flyter i jämvikt när dess vikt är lika med vikten av den vätskevolym som förträngs av den .

I detta fall beror tryckkraften, av naturen tryckkraften, på vätskans densitet (ρ fluid ), och vikten ( Gravity ) på kroppens densitet (ρ objekt ). Båda krafterna är resultatet av fördelade belastningar. Det är tydligt att ju högre densitet vätskan har, desto mindre del av kroppen kommer att sjunka till jämvikt. Tvärtom, ju större densitet kroppen har för en given volym, desto större massa m , och desto djupare kommer den att sjunka.

I frånvaro av ytspänning kommer jämviktsekvationen för en flytande kropp att se ut så här:

{\frac {\rho _{\mathrm {objekt} }}{\rho _{\mathrm {fluid} }}}={\frac {P_{\mathrm {objekt} }}{\rho _{ \mathrm {fluid} }\cdot g-P_{\mathrm {im} }}},

var är kroppens vikt, är kroppens densitet, är accelerationen av fritt fall, är vikten av den nedsänkta kroppen, är vätskans densitet. $P_{\mathrm {objekt} }$ ${\displaystyle \rho _{\mathrm {objekt} ))$ $g$ $P_{\mathrm {im} }$ ${\displaystyle \rho _{\mathrm {fluid} ))$

Man tror att Arkimedes härledde denna lag genom att lösa problemet med att bestämma densiteten hos en kropp utan att tillgripa volymer. Enligt legenden behövde han ta reda på om kronan, som vägde lika mycket som en guldtacka, var gjord av guld. Han kunde inte direkt mäta kronans volym på grund av dess komplexa form. [2]

Flytkraft av ett fartyg (fartyg)

Flytkraftsreserv

Ett fartygs flytkraft förstås som dess förmåga att hålla sig flytande under en given last [3] . Denna förmåga kännetecknas av en reserv av flytkraft , som uttrycks som en procentandel av volymen av vattentäta fack ovanför vattenlinjen till den totala vattentäta volymen. Varje brott mot ogenomträngligheten leder till en minskning av flytkraftsmarginalen. För ett fartyg (fartyg) vars skrov är vattentätt längs huvuddäcket :

W=V_{h}/V_{o}*100,

där är volymen underdäcksutrymmen ovanför vattenlinjen, är hela volymen underdäcksutrymmen. $V_{h}$ $V_{o}$

Jämviktsekvationen har i detta fall formen:

P=y(V_{o}-V_{h}),

eller:

P=yV,

var är fartygets vikt, är vattnets densitet, är den nedsänkta volymen och kallas den grundläggande ekvationen för flytkraft $P$ $y$ $V$

Av den följer:

vid en konstant densitet åtföljs en förändring i lasten av en proportionell förändring av den nedsänkta volymen tills ett nytt jämviktsläge uppnås. Det vill säga, med en ökning av belastningen "sitter" fartyget djupare ner i vattnet, med en minskning flyter det högre. $y$ $P$ $V$
vid konstant belastning åtföljs en förändring i densitet av en omvänt proportionell förändring av den nedsänkta volymen . Så i sötvatten ligger fartyget djupare än i saltvatten. $P$ $y$ $V$
en förändring i volym , allt annat lika, åtföljs av en förändring i svackan. Till exempel, vid ballast med utombordsvatten eller nödöversvämning av fack, kan det antas att fartyget inte tog lasten, utan ökade den nedsänkta volymen, och djupgåendet ökade - fartyget sitter djupare. När man pumpar vatten händer det motsatta. $V$

Den fysiska innebörden av flytkraftsmarginalen är mängden vatten som fartyget kan ta (säg när fack är översvämmade) medan det fortfarande flyter. En flytmarginal på 50 % betyder att den vattentäta volymen ovanför vattenlinjen är lika med volymen under den. Ytfartyg kännetecknas av reserver på 50÷60% och mer. Man tror att ju mer lager som erhölls under bygget, desto bättre.

Neutral flytkraft

När volymen vatten som tas emot (för ett ytfartyg) är exakt lika med flytkraftsmarginalen, anses flytkraften gå förlorad - marginalen är 0%. Faktum är att fartyget i detta ögonblick sjunker längs huvuddäcket och är i ett instabilt tillstånd, när någon yttre påverkan kan få det att gå under vatten. Och som regel är det ingen brist på influenser. I teorin kallas detta fall för neutral flytkraft .

Negativ flytkraft

När man tar emot en vattenvolym som är större än flytkraftsmarginalen (eller någon last större i vikt) sägs det att fartyget får negativ flytkraft . I det här fallet kan den inte simma, utan kan bara sjunka.

Därför upprättas en obligatorisk flytkraftsreserv för fartyget, som det måste ha i intakt tillstånd för säker navigering. Den motsvarar full deplacement och är markerad med en vattenlinje och/eller lastlinje .

Den raka hypotesen

För att bestämma effekten av variabla laster på flytkraften används ett antagande enligt vilket det anses att acceptansen av små (mindre än 10 % förskjutning ) laster inte ändrar arean av den effektiva vattenlinjen. Dvs förändringen i djupgående anses som om skrovet är ett rakt prisma. Då beror förskjutningen direkt på draget.

Baserat på detta bestäms sättningsförändringsfaktorn, vanligtvis i t/cm:

q=0.01yS,

var är arean av den effektiva vattenlinjen , betyder mängden lastförändring i ton som krävs för att ändra djupgåendet med 1 cm. När det räknas bakåt låter det dig avgöra om flytkraftsmarginalen har överskridit de tillåtna gränserna. $S$ $q$

Se även

Anteckningar

↑ Sobolev L. Georgiska sagor // Berättelser om sovjetiska författare. Volym 3. - M .: Tillstånd. från skönlitteratur, 1952. - S. 332.
↑ Arkimedes. Arkimedes lag. Biografi av Archimedes. . Hämtad 26 februari 2009. Arkiverad från originalet 21 februari 2009. (obestämd)
↑ Stridsflytkraft // Militär uppslagsverk : [i 18 volymer] / ed. V. F. Novitsky ... [ och andra ]. - St Petersburg. ; [ M. ] : Typ. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.

Litteratur

Voytkunsky Ya. I. Referensbok om teorin om skeppet. T. 2. Domstolsstatik. Rullning av fartyg. - L .: Skeppsbyggnad. - 1986.
Sizov V. G. Theory of the ship: Lärobok för universitet. - Odessa, Phoenix. - 2003.

Länkar

Relaterade medier Buoyancy på Wikimedia Commons

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk stor kines Stor norsk Stor ryss Brockhaus och Efron Militär Sytina Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4137276-1