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定倾中心

【定倾中心】基础信息( 英文,繁体)

【定倾中心】是什么意思

浮在液体表面的物体(简称为浮体),因为它的浮心会随着浮体的形状及位置而变动,使得浮体的稳定性较潜没物体者为复杂。例如图 1 所示,船体其重心 G 位于浮心 C 之上,初看时,令人觉得此船不稳而易于倾覆。然若仔细观察,当此船稍有倾斜时,则可发现船体重心并未移动,但浮心 C 则在重心 G 的右方,如图 2 所示。此时即产生扶正力矩(righting moment)使船体可以恢复至原来位置,有此特性之浮体就会得稳定状态。浮心向右移动的原因是由于原来有部分浮体受到浮力,如图中之楔形 AOB,转移至新的部分,即楔形 EOD。因为浮心与被浮体排开水的体积重心相同,放在此情况下浮心向右方移动。浮体倾斜之前的浮力作用线与倾斜之后者相交于 M 点,称为定倾中心。M 点与浮体重心 G 之距离 称为定倾中心高度。若 >0,则浮体为稳定;若 <0,则浮体为不稳定。 浮体之形状及其质量分布若为已知,则其重心位置 G 为固定,因此只要能够定出 M 点的位置,即可判定 G 是否是在 M 之下或在 M 之上。若 M 高于 G,亦即 GM>0,则为稳定。反之,则为不稳定。决定 的方法如下: 上式中, 为原稳定位置之重心与浮心之距离;V为浮体之体积;I00 为沿浮体水线之切面对倾斜转动轴之面积惯性矩,亦即 式中,Aw 为沿水线之切面面积;dA 为切面上之微小面积;x 为微小面积 dA 至转动轴之垂直距离。

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