Механика сплошных сред. Семенов М.В - 25 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

25
Ëåêöèîííûé ýêñïåðèìåíò
ìåòàöåíòðè÷åñêàÿ âûñîòà ïîëîæèòåëüíà, à ó âòîðîãî – ñëàáî, è îíà îòðèöà-
òåëüíà. Ïðè ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè îñè âòîðîãî öèëèíäðà åå íàêëîí ïðè-
âîäèò óæå ê ñèëüíîìó èçìåíåíèþ ïîëîæåíèÿ öåíòðà äàâëåíèÿ, è ìåòàöåíòðè-
÷åñêàÿ âûñîòà ñòàíîâèòñÿ ïîëîæèòåëüíîé, à ïëàâàíèå â òàêîì ïîëîæåíèè –
óñòîé÷èâûì.
Çàâèñèìîñòü ìåòàöåíòðè÷åñêîé âûñîòû îò ïîëîæåíèÿ öåíòðà ìàññ ïëà-
âàþùåãî òåëà äåìîíñòðèðóåòñÿ ïðè ïîìîùè öèëèíäðè÷åñêîãî ïîïëàâêà, âäîëü
îñè êîòîðîãî ïðîäåò ñòåðæåíü. Ïî êîíöàì ñòåðæíÿ, âûñòóïàþùèì èç ïîïëàâêà,
ìîæíî ïåðåäâèãàòü äâà îäèíàêîâûõ ãðóçèêà è çàêðåïëÿòü èõ â ðàçíûõ ïîëîæå-
íèÿõ (ðèñ. 2.7.4á). Åñëè ãðóçèêè ðàñïîëîæåíû ñèììåòðè÷íî ó êîíöîâ ñòåðæíÿ,
òî ïîïëàâîê óñòîé÷èâî
ïëàâàåò â ãîðèçîíòàëü-
íîì ïîëîæåíèè. Åñëè æå
ñìåñòèòü îäèí èç ãðóçè-
êîâ ê òîðöó öèëèíäðà,
òî öåíòð ìàññ ïîïëàâêà
ñìåñòèòñÿ â ñòîðîíó îò
öåíòðà äàâëåíèÿ, âîç-
íèêíåò îïðîêèäûâàþ-
ùèé ìîìåíò ñèë (ìåòà-
öåíòðè÷åñêàÿ âûñîòà
ñòàíåò îòðèöàòåëüíîé),
è ïîïëàâîê ïîâåðíåòñÿ
è çàéìåò âåðòèêàëüíîå
îñòîé÷èâîå ïîëîæåíèå.
Îïûò èëëþñòðèðóåò
îïàñíîñòü ïåðåìåùåíèÿ
ìàññèâíûõ ãðóçîâ íà êî-
ðàáëÿõ, îñîáåííî åñëè
ãðóç íàõîäèòñÿ íà ïàëóáå: ïðè ýòîì ìåòàöåíòðè÷åñêàÿ âûñîòà ðåçêî èçìåíÿåò-
ñÿ, è êîðàáëü ìîæåò ïîòåðÿòü îñòîé÷èâîñòü è ïåðåâåðíóòüñÿ.
5) íåïîòîïëÿåìîñòü êîðàáëÿ.
Äàííûé îïûò
ïîçâîëÿåò ïðîäåìîíñò-
ðèðîâàòü “íåïîòîïëÿå-
ìîñòü êîðàáëÿ” ïðè ïî-
ëó÷åíèè ïðîáîèíû â
ñëó÷àå ñîõðàíåíèÿ åãî
îñòîé÷èâîñòè. Ìåòîä,
ïðåäëîæåííûé àêàäåìè-
êîì À.Í.Êðûëîâûì, èë-
ëþñòðèðóåòñÿ íà ìîäå-
ëè, ïðåäñòàâëÿþùåé ñî-
áîé ïðîçðà÷íûé öèëèí-
äðè÷åñêèé ñîñóä, ðàçäå-
ëåííûé íà òðè îäèíàêî-
âûõ îòñåêà (ðèñ. 2.7.5).
Îòñåêè èìåþò îòâåð-
ñòèÿ, ïëîòíî çàêðûâàå-
ìûå ðåçèíîâûìè ïðîá-
Ðèñ.2.7.4á.
Ðèñ.2.7.5.
Ëåêöèîííûé ýêñïåðèìåíò                                                25
ìåòàöåíòðè÷åñêàÿ âûñîòà ïîëîæèòåëüíà, à ó âòîðîãî – ñëàáî, è îíà îòðèöà-
òåëüíà. Ïðè ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè îñè âòîðîãî öèëèíäðà åå íàêëîí ïðè-
âîäèò óæå ê ñèëüíîìó èçìåíåíèþ ïîëîæåíèÿ öåíòðà äàâëåíèÿ, è ìåòàöåíòðè-
÷åñêàÿ âûñîòà ñòàíîâèòñÿ ïîëîæèòåëüíîé, à ïëàâàíèå â òàêîì ïîëîæåíèè –
óñòîé÷èâûì.
        Çàâèñèìîñòü ìåòàöåíòðè÷åñêîé âûñîòû îò ïîëîæåíèÿ öåíòðà ìàññ ïëà-
âàþùåãî òåëà äåìîíñòðèðóåòñÿ ïðè ïîìîùè öèëèíäðè÷åñêîãî ïîïëàâêà, âäîëü
îñè êîòîðîãî ïðîäåò ñòåðæåíü. Ïî êîíöàì ñòåðæíÿ, âûñòóïàþùèì èç ïîïëàâêà,
ìîæíî ïåðåäâèãàòü äâà îäèíàêîâûõ ãðóçèêà è çàêðåïëÿòü èõ â ðàçíûõ ïîëîæå-
íèÿõ (ðèñ. 2.7.4á). Åñëè ãðóçèêè ðàñïîëîæåíû ñèììåòðè÷íî ó êîíöîâ ñòåðæíÿ,
òî ïîïëàâîê óñòîé÷èâî
ïëàâàåò â ãîðèçîíòàëü-
íîì ïîëîæåíèè. Åñëè æå
ñìåñòèòü îäèí èç ãðóçè-
êîâ ê òîðöó öèëèíäðà,
òî öåíòð ìàññ ïîïëàâêà
ñìåñòèòñÿ â ñòîðîíó îò
öåíòðà äàâëåíèÿ, âîç-
íèêíåò îïðîêèäûâàþ-
ùèé ìîìåíò ñèë (ìåòà-
öåíòðè÷åñêàÿ âûñîòà
ñòàíåò îòðèöàòåëüíîé),
è ïîïëàâîê ïîâåðíåòñÿ
è çàéìåò âåðòèêàëüíîå
îñòîé÷èâîå ïîëîæåíèå.
Îïûò èëëþñòðèðóåò
îïàñíîñòü ïåðåìåùåíèÿ
ìàññèâíûõ ãðóçîâ íà êî-                      Ðèñ.2.7.4á.
ðàáëÿõ, îñîáåííî åñëè
ãðóç íàõîäèòñÿ íà ïàëóáå: ïðè ýòîì ìåòàöåíòðè÷åñêàÿ âûñîòà ðåçêî èçìåíÿåò-
ñÿ, è êîðàáëü ìîæåò ïîòåðÿòü îñòîé÷èâîñòü è ïåðåâåðíóòüñÿ.
        5) íåïîòîïëÿåìîñòü êîðàáëÿ.
        Äàííûé îïûò
ïîçâîëÿåò ïðîäåìîíñò-
ðèðîâàòü “íåïîòîïëÿå-
ìîñòü êîðàáëÿ” ïðè ïî-
ëó÷åíèè ïðîáîèíû â
ñëó÷àå ñîõðàíåíèÿ åãî
îñòîé÷èâîñòè. Ìåòîä,
ïðåäëîæåííûé àêàäåìè-
êîì À.Í.Êðûëîâûì, èë-
ëþñòðèðóåòñÿ íà ìîäå-
ëè, ïðåäñòàâëÿþùåé ñî-
áîé ïðîçðà÷íûé öèëèí-
äðè÷åñêèé ñîñóä, ðàçäå-
ëåííûé íà òðè îäèíàêî-
âûõ îòñåêà (ðèñ. 2.7.5).
Îòñåêè èìåþò îòâåð-
ñòèÿ, ïëîòíî çàêðûâàå-
ìûå ðåçèíîâûìè ïðîá-                           Ðèñ.2.7.5.