Jeśli drewniany walec o wysokości h= 6,4m pływający w wodzie w pozycji pionowej jest w równowadze stałej przy gęstości drewna 950 kg/m^3 to minimalna średnica tego walca wynosi?

Odpowiedź :

h=6,4 m

ρ=950 kg/m³

ρw=1000 kg/m³

d=?

V=h*π*(d²/4)

m=V*ρ

Fc=m*g= h*π*(d²/4)*ρ*g

Fw=V*ρw*g=hx*π*(d²/4)*g*ρw

Fc=Fw

h*π*(d²/4)*ρ*g=hx*π*(d²/4)*g*ρw

h*ρ=hx*ρw

hx=h*(ρ/ρw) (głębokość zanurzenia)

Dla równowagi stałej (trwałej) wysokość metacentryczna "hm" musi być większa od zera.

hm=I/V - a

I - moment bezwładności płaszczyzny pływania względem osi przechyłu. Dla walca pływającego w pozycji pionowej płaszczyzną pływania będzie koło: I=(π*d^4)/64

V - objętość walca V=h*π*d²/4

a=(h-hx)/2 odległość środka ciężkości od środka wyporu w położeniu pływania.

a=h*(1-(ρ/ρw))/2

a=6,4*(1-(950/1000))/2

a=0,16

I/V=4*(π*d^4)/(64 * π*d²*h)

I/V=d²/(16*h)

hm=d²/(16*6,4) - 0,16

d²/(16*6,4) - 0,16 > 0

d²>16,384

d>4,04 m