По формулам в интернете сделал расчет плавучести. Может кто в этом понимает сможет проверить?
Расчет плавучести кузова автомобиля ЗАЗ 968М.
Плавучесть – это выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость (или газ),
и направленная противоположно силе тяжести. В общих случаях выталкивающая сила может быть вычислена по формуле: Fb = Vs × D × g, где Fb - выталкивающая сила; Vs - объем части тела, погруженной в жидкость; D – плотность жидкости, в которую погружают тело; g – сила тяжести.
Для расчета плавучести кузова автомобиля ЗАЗ 968М необходимо:
1. Исходные данные размер и вес автомобиля в снаряженном состоянии:
Ширина – 1,4м; длина – 3,4м; высота борта (предполагаемая ватерлиния) – 0,4м; вес 1300кг.
2. Найдем объем кузова погруженного в воду:
Выталкивающая сила прямо пропорциональна объему части кузова, погруженной в жидкость. Другими словами, чем больше погружается кузов, тем больше выталкивающая сила. Это означает, что даже на тонущий кузов действует выталкивающая сила. Погруженный объем должен измеряться в м3.
Погруженный объем кузов, плавающий в воде, равен объему части кузова, скрытого под поверхностью воды.
Погруженный объем кузова вычисляем по формуле V = 3.4 х1.4 х0.4 = 1,904м3.
3. Плотность жидкости (в кг/м3), в которую погружается тело. Плотность – это отношение массы тела к занимаемому этим телом объему. Если у двух тел одинаковый объем, то масса тела с большей плотностью будет больше. Как правило, чем больше плотность жидкости, в которую погружается тело, тем больше выталкивающая сила. Плотность жидкости можно найти в интернете или в различных справочниках. В нашем случае кузов плавает в воде. Плотность воды приблизительно равна 1000 кг/м3.
4. Найдём силу тяжести. Не важно, плавает ли тело или тонет, на него всегда действует сила тяжести. В естественных условиях сила тяжести (а точнее сила тяжести, действующая на тело массой 1 кг) приблизительно равна 9,81 Н/кг.
5. У нас есть значения погруженного объема кузова (в м3), плотность жидкости (в кг/м3) и сила тяжести, то мы можем вычислить выталкивающую силу. Для этого перемножаю указанные выше значения, и найдём выталкивающую силу (в Н): Fb = Vs × D × g. Fb = 1,904м3 × 1000 кг/м3 × 9,81 Н/кг = 18678,24 Н.
6. Выясним, будет ли кузов плавать или тонуть. Найдём силу тяжести по формуле G = (масса тела)*(9,81 м/с2). Если выталкивающая сила больше силы тяжести, то кузов будет плавать; если же сила тяжести больше выталкивающей силы, то кузов будет тонуть. Если силы равны, то кузов обладает «нейтральной плавучестью».
Выталкивающая сила Fb = 18678,24Н.
Теперь найдём силу тяжести: G = 1300 кг х 9,81 м/с2 = 12753Н. Это значение меньше значения выталкивающей силы, поэтому кузов будет плавать.
Есть одно "НО", кормовая часть нашего кузова загружена больше. Поэтому на воде кузов может стать как поплавок. Самая тяжелая часть, это двигатель. Прикинем плавучесть двигателя. Исходные данные (приблизительно): вес – 150кг. Длина - 0.8м. ширина – 0.5м. высота – 0.8м.
Вычисляем объем; 0.8 х 0.5 х 0.8 = 0.32м3
Выталкивающая сила 0.32 м3 х 1000 х 9.81 = 3139.2Н
Сила тяжести 150кг х 9.81 = 1471.5Н это значение меньше выталкивающей силы. Двигатель будет плавать при условии, что он весь пустой.
По факту воздушный объём меньше, немного в блоке двигателя и в головах. Пусть этот объем будет заключен в полость с размерами 0.1 х 0.3 х 0.8м.
Вычисляем объем; 0.8 х 0.3 х 0.1 = 0.024м3
Выталкивающая сила 0.024м3 х 1000 х 9.81 = 235.44Н против силы тяжести = 1471.5Н. Тонем, топором ко дну.
Может задние колёса помогут корме не утонуть. Посчитаем их плавучесть.
Вес колеса – 20кг. Диаметр – 0.8м. ширина – 0.16м.
Объем = 0.064 м3 вычитаем объём диска = 0.048 м3 и получаем чистый объём шины = 0.016 м3
Выталкивающая сила 0.016м3 х 1000 х 9.81 = 156.96Н два колеса = 313.92Н
Сила тяжести 20кг х 9.81 = 196.2 х 2 = 392.4Н
Колеса имеют почти нулевую плавучесть.
В помощь колёсам добавим ёмкости размером: Д – 0.45м. Ш – 0.36м. В – 0.28 в кол. 2 штук установленных под полками в моторном отсеке. Вес 1кг.
Объём – 0.09м3
Выталкивающая сила 0.09 м3 х 1000 х 9.81 = 889.96Н
Сила тяжести 1кг. х 9.81 = 9.81Н
Сложим выталкивающую силу двигателя, колёс и ёмкости и их силу тяжести.
235.44Н + 313.92Н + 889,96Н = 1439.32Н
1471.5Н + 392.4Н + 9.81Н = 1871.73Н малость не хватает.
Добавлю ещё ёмкость, правда не знаю где её расположить. Допустим под двигателем. Примерный размер: Д – 1м; Ш – 0.4м; В – 0.15м. вес 1кг.
Получаем объём 0.06 м3
Выталкивающая сила 0.06м3 х 1000 х 9.81 = 588.6Н
Сила тяжести 1кг. х 9.81 = 9.81Н
Добавим к тому, что имеем:
Выталкивающая сила = 1439.32Н + 588.6Н = 2027.92Н
Сила тяжести = 1871.73Н + 9.81 = 1881.54Н. Вот теперь норм.
Сообщение отредактировал zhos: 17 октября 2020 - 09:33