فرمت فایل : power point (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد اسلاید : 87 اسلاید
آزمایش شماره 1 - شناوری
عنوان آزمایش: نیروهای وارد بر یک جسم غوطه‌ور در مایع ساکن
هدف آزمایش: بررسی فرمولهای مربوط به نیروی وارد بر یک سطح مغروِق و تعیین مرکز فشار.
مقدمه آزمایش: در حالتی که قسمتی از جسم داخل مایع و قسمتی دیگر خارج از مایع باشد جسم را غوطه‌ور گویند و نیروی برآیند وارده از طرف یک سیال ساکن بر جسمی که داخل آن فرو رفته و شناور است را نیروی شناوری گویند نیروی شناوری داخل مولفه افقی نیست چون تصویر جسمی که غوطه‌ور باشد بروی سطح قائم همیشه صفر است. اگر سطح آزاد سیال را که با هوا تماس دارد را در المان حجمی استوانه‌ایی غوطه‌ور است را در نظر بگیریم سطح بالایی 0 h عمق کمتری نسبت به 2 h دارد در این صورت داریم:
تئوری آزمایش:
نیروی برآیندی را که یک سیال ساکن بر جسم شناور یا غوطه‌ور در خودش وارد می‌کند نیروی شناوری می‌گویند. نیروی شناوری همواره قائم و به طرف بالاتر اثر می‌کند. نیروی شناوری موله افقی ندارد زیرا تصویر جسم غوطه‌ور یا بخش غوطه‌ور از جسم در روی صفحه قائم همواره صفر است.
برای درک بهتر نیروی شناوری شکل زیر را در نظر بگیرید. نیروی شناوری وارد بر جسم شناور برابر است با مولفه قائم نیروی فشاری وارد بر سطح فوقانی آن (ADC) منهای مولفه قائم نیروی فشار وارد بر سطح تحتانی آن (ABC) .
در شکل زیر نیروی رو به بالای وارد بر سطح تحتانی برابر با وزن مایع خیالی یا واقعی موجود در بالای سطح (ABC) می‌باشد. حجم این مایع در شکل با ABC EFA نشان داده شده است. نیروی رو به پائین وارد بر سطح بالایی (ADC) برابر با وزن مایع محصور ADC EFA است. تفاضل این دو نیرو، نیروی رو به بالایی است از وزن مایع جابجا شده که توسط حجم شناور ناشی میشود مایع جابجا شده توسط جسم را در شکل با ABCD نشان داده‌ایم. بناباین خواهیم داشت:
در رابطه بالا F(B) نیروی شناوری، V حجم مایع جابجا شده و وزن ویژه سیال است.
1-چرا در محاسبه گشتاور نیروهای دارد از طرف مایع بر جسم معلق حول نقطه o فقط نیروهای وارد بر سطح چهارگوش سمت راست در نظر گرفته شده است ؟
اگر صفحه افقی باشد محاسبات نیروها بسادگی می باشد و فشار در تمام نقاط یکسان است طول جسم شناور طوری ساخته شده است که نیروی وارده از بالا و پایین برابر هم باشند همدیگر را خنثی می کنند پس تنها نیروی وارده باقیمانده که بر جسم وارد میشود بر سطح چهار گوش سمت راست جسم تاثیر میگذارد که در این صورت صفحه قایم است .
2-چرا مقدار برای سطحی که نسبت به محور y تقارن داشته باشد صفر است ؟
پاورپوینت جامع و کامل درباره آزمایشگاه مکانیک سیالات