Felhajtóerő

A felhajtóerő (elavult elnevezés a felhajtóerő [1] ) a folyadékba merített test azon tulajdonsága, hogy egyensúlyban maradjon anélkül, hogy elhagyná a vizet és nem süllyedne tovább, vagyis lebeghet. Szintén - a hajó elméletének egy része, a felhajtóerő tanulmányozása.

Archimedes törvénye

Az ókori görög tudós, Arkhimédész megfogalmazta azt a törvényt, amely szerint a bemerült test akkor lebeg egyensúlyban, ha súlya megegyezik az általa kiszorított folyadék térfogatának tömegével.

Ebben az esetben a tolóerő, természeténél fogva a nyomóerő a folyadék sűrűségétől (ρ fluid ), a súly ( Gravitáció ) pedig a test sűrűségétől (ρ objektum ) függ. Mindkét erő az elosztott terhelések eredője. Nyilvánvaló, hogy minél nagyobb a folyadék sűrűsége, annál kisebb testrész süllyed egyensúlyba. Éppen ellenkezőleg, minél nagyobb a test sűrűsége egy adott térfogathoz, annál nagyobb a tömege m , és annál mélyebbre süllyed.

Felületi feszültség hiányában a lebegő test egyensúlyi egyenlete a következőképpen néz ki:

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

ahol a test súlya, a test sűrűsége, a szabadesés gyorsulása, a víz alá merült test súlya, a folyadék sűrűsége. $P_{\mathrm {object} }$ ${\displaystyle \rho _{\mathrm {object} ))$ $g$ $P_{\mathrm {im} }$ ${\displaystyle \rho _{\mathrm {fluid} ))$

Úgy gondolják, hogy Arkhimédész ezt a törvényt úgy vezette le, hogy megoldotta a test sűrűségének meghatározását anélkül, hogy térfogatokhoz folyamodott volna. A legenda szerint ki kellett derítenie, hogy a korona, amely akkora súlyú, mint egy aranyruda, aranyból készült-e. A korona térfogatát a bonyolult alakja miatt közvetlenül nem tudta megmérni. [2]

Hajó (hajó) felhajtóereje

Felhajtóerő tartalék

A hajó felhajtóereje alatt azt értjük, hogy adott terhelés mellett képes a felszínen maradni [3] . Ezt a képességet a felhajtóerő tartaléka jellemzi, amelyet a vízvonal feletti vízzáró rekeszek térfogatának százalékában fejeznek ki a teljes vízzáró térfogathoz viszonyítva. Az áteresztőképesség bármilyen megsértése a felhajtóerő csökkenéséhez vezet. Olyan hajó (hajó) esetében, amelynek törzse a főfedélzet mentén vízálló :

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

ahol a fedélzet alatti terek térfogata a vízvonal felett, a fedélzet alatti terek teljes térfogata. $V_{h}$ $V_{o}$

Az egyensúlyi egyenlet ebben az esetben a következőképpen alakul:

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

vagy:

P=yV,

ahol a hajó tömege, a víz sűrűsége, a víz alatti térfogat, és a felhajtóerő alapegyenletének nevezik $P$ $y$ $V$

Ebből következik:

állandó sűrűség mellett a terhelés változása a bemerült térfogat arányos változásával jár együtt, amíg új egyensúlyi helyzet nem jön létre. Vagyis a terhelés növekedésével az edény mélyebbre "ül" a vízbe, csökkenéssel magasabbra úszik. $y$ $P$ $V$
állandó terhelés mellett a sűrűség változása a merülő térfogat fordítottan arányos változásával jár együtt . Tehát édesvízben a hajó mélyebben ül, mint a sós vízben. $P$ $y$ $V$
a hangerő változása , ha más tényezők változatlanok, a visszaesés változásával jár együtt. Például külső vízzel történő ballasztozáskor vagy a rekeszek vészhelyzetben történő elárasztásakor feltételezhető, hogy a hajó nem vette fel a rakományt, hanem növelte az elmerült térfogatot, és nőtt a merülés - a hajó mélyebben ül. Víz szivattyúzásakor az ellenkezője történik. $V$

A felhajtóerő fizikai jelentése az a vízmennyiség, amelyet a hajó fel tud venni (mondjuk, amikor a rekeszek elárasztják), miközben még a felszínen van. Az 50%-os felhajtóerő azt jelenti, hogy a vízvonal feletti vízálló térfogat megegyezik az alatta lévő térfogattal. A felszíni hajókat 50÷60%-os vagy annál nagyobb tartalékok jellemzik. Úgy gondolják, hogy minél több készletet szereztek be az építkezés során, annál jobb.

Semleges felhajtóerő

Ha a kapott víz térfogata (felszíni hajó esetében) pontosan megegyezik a felhajtóerővel, akkor a felhajtóerő elveszettnek minősül - a határ 0%. Valójában ebben a pillanatban a hajó a főfedélzet mentén süllyed, és instabil állapotban van, amikor bármilyen külső hatás miatt víz alá kerülhet. És befolyásokból általában nincs hiány. Elméletileg ezt az esetet semleges felhajtóerőnek nevezik .

Negatív felhajtóerő

Ha a felhajtóerőnél nagyobb térfogatú vizet (vagy bármely nagyobb súlyú rakományt) kap, akkor azt mondják, hogy a hajó negatív felhajtóerőt kap . Ebben az esetben nem tud úszni, de csak elsüllyedhet.

Ezért a hajó számára kötelező felhajtóerő-tartalékot kell kialakítani, amelynek ép állapotban kell lennie a biztonságos hajózáshoz. Ez megfelel a teljes elmozdulásnak, és vízvonallal és/vagy terhelési vonallal van jelölve .

Az egyenes oldalú hipotézis

A változó terhelések felhajtóerőre gyakorolt hatásának meghatározásához egy olyan feltevést alkalmazunk, amely szerint a kis (10%-nál kisebb elmozdulású ) terhelések elfogadása nem változtatja meg az effektív vízvonal területét. Vagyis a merülés változását úgy tekintjük, mintha a hajótest egyenes prizma lenne. Ezután az elmozdulás közvetlenül függ a huzattól.

Ez alapján kerül meghatározásra a településváltozási tényező, általában t/cm-ben:

q=0,01yS,

ahol az effektív vízvonal területe , azt a terhelésváltozás mértékét jelenti tonnában, amely a merülés 1 cm-es megváltoztatásához szükséges. Visszafelé számítva lehetővé teszi annak meghatározását, hogy a felhajtóerő túllépte-e a megengedett határokat. $S$ $q$

Lásd még

Jegyzetek

↑ Szobolev L. Grúz tündérmesék // Szovjet írók történetei. 3. kötet - M .: Állam. szépirodalomból, 1952. - S. 332.
↑ Archimedes. Archimedes törvénye. Archimedes életrajza. . Letöltve: 2009. február 26. Az eredetiből archiválva : 2009. február 21.. (határozatlan)
↑ Harci felhajtóerő // Katonai enciklopédia : [18 kötetben] / szerk. V. F. Novitsky ... [ és mások ]. - Szentpétervár. ; [ M. ] : Típus. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.

Irodalom

Voytkunsky Ya. I. Útmutató a hajó elméletéhez. T. 2. A bíróságok statikája. Hajók gurítása. - L .: Hajógyártás. - 1986.
Sizov V. G. A hajó elmélete: Tankönyv egyetemek számára - Odessza, Phoenix - 2003.

Linkek

Kapcsolódó média Felhajtóerő a Wikimedia Commonsnál

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán nagy kínai Nagy norvég Nagy orosz Brockhaus és Efron Katonai Sytina Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4137276-1