К знатокам морской техники и физики. Как изменится архимедова сила?

Question

К знатокам морской техники и физики. Как изменится архимедова сила?

M_acht Гуру (3955), закрыт 17 лет назад

Как изменится архимедова сила (она же – сила плавучести и выталкивающая сила) , действующая на подводную лодку, при увеличении глубины погружения?

Дополнен 17 лет назад

2 Иван Шестакович. Это все я знаю. Меня интересует, что больше повлияет: изменение плотности (солености) воды или обжатие прочного корпуса ПЛ
2 StranikS Лодка никогда не меняет глубину погружения приемом воды в ЦГБ. Лодка меняет глубину при помощи перекладки рулей, потом корректирует плавучесть при помощи уравнительной цистерны, которая находится не в бортах, а в прочном корпусе.

Дополнен 17 лет назад

2 Андрей Дидык: При увеличении глубины погружения возрастает соленость воды (сила Архимеда увеличивается) и из-за обжатия уменьшается объем подлодки (сила Архимеда уменьшается). Что оказывает большее влияние? Соленость или обжатие? Результирующая силы Архимеда увеличится или уменьшится?

Дополнен 17 лет назад

2 dims12: Из практики два командира ПЛ дали разные "показания". Тут дело в том, что, во-первых, вода в УрЦ принимается для замещения самых разных грузов, во-вторых, ПЛ на глубине зависает редко и стабилизируется рулями на ходу, в-третьих, соленость и обжатие будут заметны при глубинах, близких к предельным, куда ПЛ всегда подходит облегченной с рулями на погружение.

Дополнен 17 лет назад

Большое спасибо всем за ответы на вопрос.
Я полагаю, что никто не обидится, если лучшим я признаю ответ algo74 вследствие его практической направленности

Answer 1

Вопрос совсем не простой, и однозначного ответа на него, разумеется, нет. Расчеты остаточной плавучести ПЛ (которая, естественно, определяется архимедовой силой) поручены компьютерам.

На практике:

1. В зоне температурного скачка часто наблюдается достаточно резкое повышение плотности воды, которое превышает эффект обжатия корпуса (архимедова сила растет). Этот слой называется "жидким грунтом." При достаточном мастерстве, лодку можно положить на жидкий грунт беззвучно, т.е. не включая ни двигателей ни насосов.

2. На значительных глубинах температура стабилизируется, соленость может даже уменьшаться. Изменение плотности воды только от давления, разумеется, не может компенсировать обжатие корпуса. В результате, с увеличением глубины отрицательная остаточная плавучесть растет, т.е. архимедова сила уменьшается.

Answer 2

Почти никак.
Вода практически несжимаема.

Answer 3

Архимедова сила, действующая на погруженную подводную лодку, равна силе тяжести воды, которую своим объемом вытеснила подводная лодка. Т. е. Fa=p*V*g, где р - плолотность воды. V - объем подводной лодки (или воды вытесненной подводной лодкой) , g=9.81 м/c^2 - ускорение свободного падения.
Следовательно из этой формулы можно понять что Сила Архимеда будет меняться при изменении:
- плотности воды (может изменяться в зависимости от изменения по глубине температуры воды; так как вода практически не сжимаемая то изменение плотности от глубины ооочень незначительная) ;
- объема подводной лодки (возможно в следствии действия сжимающей силы, корпус лодки может незначительно дефформироваться и уменьшаться в объеме)
- ускорении свободного падения (менятется в зависимости от расстояния до центра Земли, но очень незначительно и этим можно принебречь) .

P.S. К сожалению StranikS заблуждается. При заполнении емкостей водой изменяется масса подводной лодки но уж никак не Архимедова сила.

P.P.S. Думаю что влияние измения плотности воды и объема лодки, в результате сжатия, соизмеримы. Эти влияния зависят от условий плавания (район плавания и изменение плотности воды по глубине ) и от самой конструкции лодки, прочностных показателей корпуса.

Answer 4

Согласно определению Арх. сила - сила тяжести жидкости, вытесненной телом при погружении. Или Fa=p*g*V, где p-плостность жидкости, V - объем жидкости вытесненный телом.

Если лодка погружается, то она заполняет водой кингстоны (спец. емкости в бортах лодки) , т. е. "снижает свой объем" -> сила Арх. уменьшаеться.

Если лодка всплывает, то она продувает кингстоны сжатым воздухом (вытесняет воду) , т. е. "увеличивает свой объем" -> сила Арх. увеличиваеться.

Answer 5

Straniks, если ты воду пьешь или пиво, то ты че "снижаешь свой объем"? Бред... )

Может автор имеет ввиду разность между архимедовой силой и силой тяжести?
А так Иван все сказал)

Answer 6

Странник совершенно прав -- забирая воду в цистерну (естественно, он не указал правильно название цистерны), лодка меняет объём воды, которую она выталкивает. Тоже самое можно трактовать как изменение веса лодки. Это одно и то же, вся разница в том, на какую сторону уравнения мы поместим дополнительную воду -- на сторону веса воды или на сторону веса лодки.

Чтобы ответить на исходный вопрос, нужно узнать из практики, когда обычно больше воды в уравнительной цистерне -- на большей или на меньшей глубине. Очевидно, величина обжатия зависит не от физики, а от техники.

Answer 7

Лодка находится в движении и поэтому одной архимедовой силой неограничешся.