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[공학] 기초기계실험 - 부체의 안정성[Stability of a Floating Body]

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작성일18-04-19 19:22

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(7) 결과정리(整理) 및 분석을 한다.

본 실험에서는 부체의 흘수를 측정(測定) 하여 Archimedes의 원리와 부력(Bouyancy)의 관계를 이해하고 부체의 중심, 부심을 변화시켜 부체가 안정되는 한계조건을 이해한다.(∴ B 〓 wV)
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
불안정‥‥‥
MG ` 0
Ix/V ` CG
M이 G보다 아래에 위치
▶ 경심고 MG 〓 h


M…(skip) G 〓 h 〓
Pl


P
: 추의 무게
l
: 추의 이동거리
W
: 선박무게
θ
: 기울어진 각도
[3] 실 험 기 구

▶ 부체안정실험기

15mm
60mm
Adjustable weight
poonton Tilt angle scale

Plump-bob

marnetic Water tank

◆ 부체안정 실험기의 각 부분 명칭 ◆

[4] 실 험 방 법

(1) 부체의 전체무게 측정(測定) 및 각 부분중량 측정(測定)

(2) 부선의 폭, 길이 측정(測定)

(3) 무게중심 측정(測定)

(4) 부선이 평형이 되도록 magnetic 위치조절

(5) 가동추를 좌우로 단계적으로 이동시켜 그때의 부선의 경사각을 측정(測定) 하고 graph작도

(6) 가동추의 위치를 상하로 단계적으로 이동시켜 위의 (5)를 반복한다. 그러나 물체 중심의 위치는 변함이 없고 부심의 위치가 변한다.

[5] 실 험 결 과
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
우선 무게중심은 바닥으로부터의 가
[공학] 기초기계실험 - 부체의 안정성[Stability of a Floating Body]
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실험결과/기타

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설명


순서
다. 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 측정(測定) 하여 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. 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. 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.
...


Stability of a Floating Body
◆ 목 차 ◆
【1】
실 험 목 적

2
【2】
배 경 이 론

2
【3】
실 험 기 구

3
【4】
실 험 방 법

4
【5】
실 험 결 과

4
【6】
검토 및 토의

7
【7】
참 고 문 헌

8

[1] 실 험 목 적

수중에 있는 물체는 그 표면에 정수압을 받는다.
Stability of a Floating Body
◆ 목 차 ◆
【1】
실 험 목 적

2
【2】
배 경 이 론

2
【3】
실 험 기 구

3
【4】
실 험 방 법

4
【5】
실 험 결 과

4
【6】
검토 및 토의

7
【7】
참 고 문 헌

8

[1] 실 험 목 적

수중에 있는 물체는 그 표면에 정수압을 받는다.

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