Главная | Обратная связь
МегаЛекции

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.

 





Рекомендуемые страницы:




Читайте также:


Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2020 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.