 |
Основні закони гідростатики
|
|
|
|
У гідростатиці використовуються три основних закони:
- закон Архімеда;
- закон сполучених посудин;
- закон Паскаля.
Закон Архімеда
Нехай тіло циліндричної форми занурене у рідину густиною ρ так, що його нижня основа знаходиться на рівні h2, а верхня– на рівні h1 (рис. 1.2). Тоді на на верхню основу цилиндра діє із боку рідини сила гідростатичного тиску 1 P1, направлена вертикально вниз, а на нижню основу цилиндра діє сила гідростатичного тиску P2, яка направлена вертикально вверх. Результуюча сил тиску P буде направлена вверх і рівна:
P = P2 − P1; (1.19)
P1 = p1F; P2= p2F, (1.20)
де p1, p2 – гідростатичні тиски на рівнях h1 і h2 відповідно;
F – площа основи циліндра.
Сили тиску можна представити у вигляді:
P1 = ρgh1F; P2 = ρgh2F. (1.21)
|
| Рисунок 1.2. Тело, погруженное в жидкость |
Таким чином, результируюча сила
P =ρgF (h2 –h1) = ρ g V, (1.22)
де V – об’єм тіла, зануреного у рідину.
Сила P буде представляти собою виштовхуючу силу, яку називають силою Архимеда.
Закон Архимеда говорить що на тіло, яке занурене у рідину діє виштовхуюча сила P, яка направлена вертикально вверх і чисельно дорівнює вазі витісненої рідини.
Центр ваги D витиснутого об’єму рідини є центром водотоннажності (рис. 1.3). При нахилі (крені) плаваючого тіла центр водотоннажності змінює своє положення.
Лінія, що проходить через центр ваги тіла С та центр водотоннажності D у положенні рівноваги перпендикулярно до вільної поверхні рідини (поверхня плавання), є віссю плавання. У положенні рівноваги вісь плавання вертикальна, при крені - нахилена.
|
| Рисунок 1.3 – Графічне зображення закону Архімеду |
Точка перерізу М лінії дії сили, що виштовхує, при похилому положенні з віссю плавання називається метацентром. Відстань hм між центром ваги тіла С і метацентром М називається метацентричною висотою. Чим більше hм, тим більше остійність тіла (здатність переходити із крену в положення рівноваги), тому що момент пари сил Р – G, що прагне відновити рівновагу, прямо пропорційний метацентричній висоті. Величина метацентричної висоти
|
|
|
Значення метацентричних висот визначають за формулами [1]
QUOTE 
м 
= V -e, (1.23)
де J – найменший момент інерції площини плавання;
е – відстань між центрами ваги й водотоннажності.
Якщо метацентр лежить нижче центра ваги тіла, тобто метацентрична висота негативна, то тіло остійністю (здатністю плавучого засобу протистояти зовнішнім силам, що порушують його рівновагу) не володіє.
|
|
|
I. ОСНОВНІ ЗАДАЧІ І НАПРЯМКИ САМОСТІЙНОЇ НДР СТУДЕНТІВ
II. Мета та основні завдання Програми
II. Основні види страхування в ЗЕД
II. ОСНОВНІ ЕТАПИ ПРОВЕДЕННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ
III. Основні напрями Програми
V. Основні вимоги до написання кваліфікаційних дипломних робіт
V. Основні вимоги до написання кваліфікаційних магістерських робіт
VI. Основні вимоги до маркування досліджуваного лікарського засобу
Аксіоматичне означення додавання цілих невід’ємних чисел в аксіоматичній теорії. Таблиці і закони додавання.
Аксіоматичне означення множення цілих невід’ємних чисел в аксіоматичній теорії. Таблиці і закони множення.
