기초기계실험 - 부체의 안정성[Stability of a Floating Body]

Stability of a Floating Body

◆ 목 차 ◆

【1】
실 험 목 적
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2
【2】
배 경 이 론
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2
【3】
실 험 기 구
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3
【4】
실 험 방 법
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4
【5】
실 험 결 과
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4
【6】
검토 및 토의
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7
【7】
참 고 문 헌
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[1] 실 험 목 적

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(Bouyancy)의 관계를 이해하고 부체의 중심, 부심을 변화시켜 부체가 안정되는 한계조건을 이해한다.

[2] 배 경 이 론

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.

▶ Archmedes Theory : 물체가 액체속에 있을 때는 그 배제한 체적과 같은 액체의 무게만큼 액체의 무게는 가벼워진다.(∴ B = w․V)

B W

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

▶ 부체안정조건

안정‥‥‥‥
MG ] 0
Ix/V ] CG
M이 G보다 위쪽에 위치
평형‥‥‥‥
MG = 0
Ix/V = CG
M이 G의 위치와 동일
....

[hwp/pdf]기초기계실험 - 부체의 안정성[Stability of a Floating Body]