Zagadnienia z mechaniki płYNÓW


Równowaga względna. Przedmiot mechaniki płynów. Pojęcia podstawowe



Pobieranie 2.65 Mb.
Strona5/24
Data25.10.2017
Rozmiar2.65 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

6. Równowaga względna. Przedmiot mechaniki płynów. Pojęcia podstawowe.
Równowaga względna – stan w którym ciecz przemieszcza się wraz z naczyniem ruchem jednostajnym lub jednostajnie przyspieszonym (ciecz pozostaje w spoczynku względem ścianek naczynia).
Mechanika płynów zajmuje się badaniem równowagi lub ruchów, a także pow­stawaniem ruchów płynu pod działaniem różnego rodzaju sił.

Przedmiotem mechaniki płynów jest także określenie sił, z. jakimi płyn działa na ciało w nim zanurzone lub na ściany ograniczające przepływ.

Mechaniką cieczy potocznie nazywa się hydromechanikę, zaś mechaniką ga­zów –aeromechanikę. Hydromechanika dzieli się na hydrostatykę, która ba­da prawa rządzące cieczą w spoczynku oraz hydrodynamikę, zajmującą się ru­chem cieczy. Natomiast w ramach aeromechaniki rozpatruje się na ogół wyłącznie aerodynamikę.

Przedmiotem aerodynamiki jest m.in. badanie przepływów, podczas których występują duże różnice ciśnień, pociągające za sobą znaczne zmiany objęto­ści, a więc i gęstości. Chodzi tu o przepływy z dużymi prędkościami, jak np. podczas wypływu gazu ze zbiornika lub podczas przepływu przez kanał łączący dwie przestrzenie o znacznej różnicy ciśnień, albo podczas lotu szybkich samolotów,­ rakiet i pocisków.


Prawo Pascala

Gdy na płyn działają wyłącznie siły powierzchniowe, to ciśnienie ma jednakowa wartość w każdym punkcie płynu.



Jest to prawo mówiące o rozchodzeniu ciśnienia w płynie.
8. Napór na ściany płaskie. Współrzędne środka naporu .
P
arciem hydrostatycznym nazywa się siłę powierzchniowa, jaką wywiera ciecz w stanie spoczynku na powierzchni dowolnie zorientowanej w przestrzeni. Siła ta jest skierowana prostopadle do rozpatrywanej powierzchni.

Odległość środka naporu od osi Ox równa jest iloczynowi momentu bezwładności przez moment statyczny figury względem tej osi



Współrzędne środka naporu.


9. Napór na ściany zakrzywione. Współrzędne środka naporu.



Składowa pozioma naporu Nn na powierzchni zakrzywionej, obliczona w dowolnym kierunku jest równa naporowi na figurę płaską, uzyskaną przez zrzutowanie powierzchni zakrzywionej na płaszczyznę pionową, prostopadła do tego kierunku


Składowa pionowa naporu Nz na powierzchnię zakrzywioną równa się ciężarowi słupa cieczy wznoszącego się nad ta powierzchnie, ograniczonego tworzącymi pionowymi poprowadzonymi przez kontur powierzchni i sięgającego do powierzchni Oxy

10.Zjawisko wyporu. Odkrycie Archimedesa.
N


























a powierzchnię zamkniętą A=A1+A2 ciała zanurzonego w cieczy działa parcie ze wszystkich stron. Wypadkowe parcie w kierunku poziomym tj. w kierunku osi x jest równe 0, gdyż dwa przeciwne skierowane parcia Fx dotyczą tej samej powierzchni Ax, a więc liczbowo są równe. Wypadkowe parcie w kierunku pionowym wynosi:Fz=Fz1+Fz2.

Fz1-parcie do góry równe ciężarowi słupa cieczy nad dolną powierzchnią ciała A1,

Fz2-parcie w dół równe ciężarowi słupa cieczy nad górną powierzchnią ciała A2,

Różnica tych ciężarów jest równa ciężarowi cieczy G o tej samej objętości co objętość ciała zanurzonego. Wypadkowe parcie działające do góry na zanurzone ciało nosi nazwę wyporu:

W=Fz=G=gV

Gdzie V i G -objętość i ciężar wypartej cieczy,


Powyższe równanie przedstawia prawo Archimedesa, w myśl którego ciało zanurzone w cieczy traci (pozornie) na ciężarze tyle, ile waży ciecz wyparta przez to ciało.

Archimedes żył ok.287-212 p.n.e., Syrakuzy, starożytna Grecja.



11.Stany stateczności pływania . Metacentrum i odległość matacentryczna.
Pod statecznością pływania rozumie się zdolność powrotu ciała pływającego wychylonego ze stanu równowagi do pierwotnego położenia.

Ciała całkowicie zanurzone:
Na ciało całkowicie zanurzone działają dwie siły:

Wypór W i ciężar ciała G1 . Punkt S oznacza środek ciała zanurzonego i w ogólnym przypadku nie musi pokrywać się ze środkiem wyporu N, której leży w środku geometrycznym ciała . Równowaga pływania jak wiadomo , zachodzi wówczas, gdy W=G1 i gdy i leżą wzdłuż tej samej osi pionowej , czyli wzdłuż osi pływania .

Możliwe są trzy przypadki :



  1. punkt S leży poniżej punktu N

  2. punkt S leży powyżej punktu N

  3. punkt S i N pokrywają się

Przy obrocie ciała dookoła osi poziomej, np. dookoła osi przechodzącej przez S, o kąt , punkt N przemieszcza się w położenie N’, przy czym W’=W. Powstaje moment pary sił W’*l=G*l, który bądź przeciwdziała wychyleniu a), bądź wzmaga wychylenie b) bądź jest równy 0 c).

Można zatem stwierdzić co następuje :



  1. ciała stateczne – środek ciężkości S leży poniżej środka wyporu N

  2. ciało niestateczne – S leży powyżej W

  3. równowaga obojętna – punkty S i N pokrywają się

Przy przesunięciach lub obrotach względem pozostałych osi ciało całkowicie zanurzone pozostaje zawsze w równowadze obojętnej.

M.=-W*l1=-*q*V*l1 2




Pobieranie 2.65 Mb.

Share with your friends:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24




©operacji.org 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna