Точка, относительно которой плавающее тело пытается колебаться, называется метацентром этого тела. Расстояние между метацентром (M) и центром тяжести (G) плавающего тела называется метацентрической высотой (GM).
Лабораторная процедура определения метацентрической высоты плавающего на воде тела кратко описана в этой статье.
Метацентрическая высота плавающего тела может быть найдена по следующей формуле:
Где, GM = метацентрическая высота
w1 = дополнительный вес
Y = Расстояние w1 от центра
W = Вес плавучего судна
Определение метацентрической высоты
Необходимые приборы
Ниже перечислены приборы, необходимые для измерения метацентрической высоты плавающего тела.
- Резервуар
- Плавучее судно, которое содержит горизонтальную балку
в середине и подвижный указатель на градуированной шкале в центре
горизонтальной балки. - Гири
Аппарат для проведения эксперимента по определению метацентрической высоты
Процедура испытания
Процедура испытания для определения метацентрической высоты плавающего тела выглядит следующим образом:
- Возьмите пустой бак, наполните его водой на 2/3 высоты и запишите высоту уровня воды (Z1).
- Теперь поместите плавучее судно в резервуар и запишите подъем уровня воды (Z2).
- Отрегулируйте плавучее судно таким образом, чтобы указатель показывал нулевое показание на градуированной шкале.
- После регулировки добавьте груз (w1) к горизонтальной балке плавучего судна на известном расстоянии (Y) от центра балки.
- Теперь корабль наклонится под некоторым углом на одну сторону, наблюдайте угол наклона на градуированной шкале и запишите его.
- Повторите ту же процедуру еще 4 раза, сохраняя нагрузку постоянной и изменяя расстояние, или сохраняя расстояние постоянным и изменяя нагрузку.
- В данном случае расстояние остается постоянным (Y), а вес изменяется.
- Наконец, рассчитайте метацентрическую высоту по приведенной формуле.
Положение метацентра (M) относительно центра тяжести (G) и центра плавучести (B)
Наблюдения
Высота уровня воды в резервуаре, Z1 =
Высота уровня воды в резервуаре после размещения плавучего судна
судна, Z2 =
Площадь резервуара, A = длина x ширина
Расчеты метацентрической высоты
Разница в высоте уровней воды, Z = Z2 – Z1
Объем воды, вытесненной из резервуара плавучим судном,
V = Z x A
Вес плавучего судна, W = V x Плотность воды
Формула для расчета метацентрической высоты (GM) плавучего судна следующая
Рассчитайте метацентрическую высоту для 5 различных весов и возьмите среднее значение.
Таблица 1: Метацентрическая высота плавающего тела Наблюдения
S. No.
Вес, добавленный к плавучему судну, w1
Расстояние веса от центра, Y
Угол наклона
Метацентрическая высота (GM)
1
2
3
4
5
Результат
Метацентрическая высота плавающего тела, GM =
Читайте далее:- Подводный плавучий тоннель: Принцип, особенности и проблемы.
- Требования к проектированию железобетонных резервуаров для воды.
- Строительство плавающих плит – применение и преимущества.
- Плавающие колонны в строительных конструкциях – необходимость и применение.
- Типы морских бетонных конструкций – их детали и применение.
- Как обслуживать геодезическое оборудование, используемое в строительстве? [PDF].
- Плоты плавучести или пустотелые коробчатые фундаменты или плавучие фундаменты при строительстве зданий.