浮体与潜体的稳定性.ppt

第七节 浮体与潜体的稳定性 一、浮力的原理 如图2-27所示，有一物体沉没在静止的液体中，它受到的静水总压力P可以分解成水平分力px、py和垂直分力pz。 * * 1、浸没于液体中的物体在各水平方向的总压力为零。 Px=0、Py=0、 Pz=0 2、确定垂直分力 Pz1= ρgVABEKJ、Pz2=-ρgVAFEKJ Pz=Pz1+Pz2=-ρg(VAFEKJ-VABEKJ)=-ρgVAFEB 负号表示方向向上。 Pz1 J K A B C D E F Px2 Pz Px1 Pz2 图 2-27 浮力原理 阿基米德原理: 液体作用在沉没或漂浮物体上的总压力的方向垂直向上，大小等于物体所排开液体的重量，该力又称为浮力，作用线通过压力体的几何中心，又称浮心。 结论: 浮力的存在就是物体表面上作用的液体压强不平衡的结果。 根据重力G与浮力Pz的大小，物体在液体中将有三种不同的存在方式： 1．重力G大于浮力Pz ，物体将下沉到底，称为沉体； 2．重力G等于浮力Pz ，物体可以潜没于液体中，称为潜体； 3．重力G小于浮力Pz ，物体会上浮，直到部分物体露出液面，使留在液面以下部分物体所排开的液体重量恰好 二、浮体与潜体的稳定性 上面提到的重力与浮力相等，物体既不上浮也不下沉，这是浮体和潜体维持平衡的必要条件。如果要求浮体和潜体在液体中不发生转动，还必须满足重力和浮力对任何一点的力矩的代数和为零，即重心C和浮心B在同一条铅直线上。但这种平衡的稳定性（也就是遇到外界干扰，浮体和潜体倾斜后，恢复到原来的平衡状态的能力）取决于重心C和浮心B在同一条铅直线上的相对位置。