С т а т и к а корабля модуль 5.2

2. П Л А В У Ч Е С Т Ь

2.1 Силы, действующие на плавающее судно. Условия равновесия.

Плавающее судно находится под действием сил тяжести всех частей судна и грузов , сил гидростатического давления на смоченную поверхность судна и сил аэростатического давления на надводную часть судна.

Силы тяжести всех частей корпуса и грузов приводятся к одной равнодействующей –силе тяжести судна D, направленной вертикально вниз. Тогда точка ее приложения G называется центром тяжести судна и его положение характеризуется координатами .Сила тяжести связана с массой судна следующей формулой :

(1)

Со стороны воды на каждый элемент смоченной поверхности судна будет действовать по нормали гидростатическое давление

(2)

z- аппликата элемента смоченной поверхности

Согласно закону Архимеда, силы давления приведутся к следующей равнодействующей

(3)

где -нормаль к элементу смоченной поверхности .

Равнодействующая будет направлена вертикально вверх и по значению равна силе тяжести воды в объеме погруженной части судна

(4)

Данная сила называется силой плавучести , объем погруженной части судна V-объемным водоизмещением, а величина -массой.

Сила плавучести приложена в центре тяжести погруженного объема C с координатами . Центр тяжести погруженного объема судна называется центром величины ( ЦВ).

Чтобы судно находилось в равновесии, сила плавучести должна быть равна силе тяжести судна, а центр величины должен находится на одной вертикали с центром тяжести ( ЦТ).

Первое условие равновесия запишется в виде:

(5)