수리실험 부체의 안정성

목차

1. 실험목적
2. 배경이론
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 토의 및 고찰

본문내용

1. 실험목적
수중에 있는 물체는 그 표면에 정수압을 받는다. 물체 표면에 작용하는 수평분력은 그 물체의 수평방향의 투영면에 작용하므로 항상 평형을 이루고 있다. 그러므로 정수압은 연직분력만을 고려하면 된다.
일반적으로 부체가 수면에 의하여 절단되는 면을 부양면이라 하고, 부양면에서 물체하단까지의 길이를 흘수(Draft or Drought)라 한다.
본 실험에서는 부체의 흘수를 측정하여 Archimedes의 원리와 부력(Buoyancy)의 관계를 이해하고 부체의 중심, 부심을 변화시켜 부체가 안정되는 한계조건을 이해한다.

2. 배경이론
부체가 평형상태에서 약간 기울여지면 수중에 잠겨있는 부분의 모양이 변화한다. 그러나 물체 중심의 위치는 변함이 없고 부심의 위치가 변한다. 부심이 이동되면 물체의 중량 W와 부력B는 동일연직선상에 작용치 않고 우력을 발생하게 된다.

<중략>

4. 실험방법
(1) 부체의 전체무게 측정 및 각 부분중량 측정
(2) 부선의 폭, 길이 측정
(3) 무게중심 측정
(4) 부선이 평형이 되도록 magnetic 위치조절
(5) 가동추를 좌우로 단계적으로 이동시켜 그때의 부선의 경사각을 측정하고, graph 작도
(6) 가동추의 위치를 상·하로 단계적으로 이동시켜 위의 (5)를 반복한다.
(7) 결과정리 및 분석을 한다.

5. 실험결과
▸ 부체의 총중량 : W
▸ 부선의 흘수(침수깊이) : Depth of immersion
▸ 가동추의 중량 : w
▸ 부선의 전체무게중심 : G
▸ 부선의 부력중심(부심) : B
▸ 수면에 의해 구분된 점 : C
▸ 부선 바닥으로부터의 가동추까지의 높이 : y1
▸ 바닥에서 무게중심까지의 거리 : y
▸ 부선의 폭 : D
▸ 부선의 길이 : L
▸ 부선의 침수로 인해 배제된 물의 체적 : V
▸ 침수 단면에 한 단면 2차 모멘트 : I
▸ 계산원리

참고자료

· 없음