(수리실험) 부력안정실험

소개

목적 유체의 표면에 뜨는 부체의 안정문제는 선박이나 기타 물위에 부류하는 케이슨과 같은 구조물의 기능에 대단히 영향을 미친다. 부체가 안정상태에 있는지, 중립상태에 있는지, 혹은 불안정상태에 있는지는 부체의 중심이 어떤 높이에 있는가에 달려 있다. 본 실험에서는

목차

실험목적
기본이론
실험기구
실험절차
실험결과 및 계산
결론

본문내용

실험목적
목적 유체의 표면에 뜨는 부체의 안정문제는 선박이나 기타 물위에 부류하는 케이슨과 같은 구조물의 기능에 대단히 영향을 미친다. 부체가 안정상태에 있는지, 중립상태에 있는지, 혹은 불안정상태에 있는지는 부체의 중심이 어떤 높이에 있는가에 달려 있다. 본 실험에서는 모형의 중심을 인위적으로 변경시켜 가면서 배의 안정 상태는 어떻게 달라져 가는가를 실험하여 이론에 의한 안정 계산결과와 실험결과를 비교한다.
기본이론
부체가 평형상태에서 약간 기울여지면 수중에 잠겨있는 부분의 모양이 변화한다. 그러나 물체 중심의 위치는 변함이 없고 부심의 위치가 변한다. 부심이 이동되면 물체의 중량 W와 부력B는 동일 연직선상에 작용치 않고 우력을 발생하게 된다. 물체가 액체 속에 있을 때는 그 배제한 체적과 같은 액체의 무게만큼 액체의 무게는 가벼워진다.(B=W․V)

부체안정조건
안정 : MG > 0 M이 G보다 위에 위치
평형 : MG = 0 M이 G의 위치와 동일
불안정 : MG < 0 M이 G보다 아래에 위치

G : 물체(부체)의 중심
C : 부력의 중심
C` : 이동된 부력의 중심
M : CG와 C`의 연직선과의 교점

경심고 MG=h
MG=h=
P : 추의 무게
L : 추의 이동거리
W : 선박의 무게
θ : 기울어진 각도

실험절차
1. 실험장치인 부체의 각 구성부분의 무게를 측정하고 모형배의 길이와 폭을 측정한다.
2. 돛대를 고정시켜 세운다.
3. 모형배를 수조에 띄우고 저울추를 중앙에 위치시켜 배가 정립하도록 한 후 저울추를 다시 좌우로 여러 번 옮겨서 각 위치에서의 배의 경사각을 읽게 된다.
4. 중심이동용 추를 돛대에 여러 위치로 바꾸어 가며 반복 실험함으로써 필요한 자료를 획득한다.

참고자료

· 없음