Ile ciężaru może unieść statek pływający przed zanurzeniem?

^{Źródło: http://www.cbc.ca/news/canada/new-brunswick/friday-flood-new-brunswick-2018-1.4647979}

Czy istnieje sposób obliczenia wagi, jaką statek może unieść (w słodkiej wodzie) przed zanurzeniem?

Założenia:

Woda nie jest zakłócana (bez fal i wiatru), a ładunek się nie porusza
Puste naczynie waży 200 funtów
Objętość statku wynosi 60 stóp sześciennych

fluid-mechanics

— Wilson
źródło

Dodawaj zmienne hipotetyczne. Nie mam doświadczenia w inżynierii; Właśnie zgadłem, które zmienne mają zastosowanie.

— Wilson

Zasadniczo całkowita waga musi być mniejsza niż objętość wypartej wody, patrz zasada Archimedesa.

— Solar Mike

Na podstawie tego zdjęcia I zabierze więcej worków z piaskiem, niż można ułożyć w łodzi, ponieważ woda nie jest tak głęboka jak łódź.

— paparazzo

Statek tonie, gdy tylko linia wodna przekroczy najniższy punkt wzniesienia. tj. najniższy punkt boków łodzi. Maksymalne dostępne obciążenie jest dokładnie równe ciężarowi płynu wypartego do tego momentu. Nawet najmniejsza fala spowoduje niewyważenie układu, podobnie jak każda asymetria obciążenia, która spowoduje przechylenie lub przechylenie łodzi.

— Donald Gibson

W tej chwili najlepsze jest to, że żadna z odpowiedzi się nie zgadza ...

— Solar Mike

Odpowiedzi:

Problem polega na tym, że objętość nie jest dokładnie przesunięciem. Zazwyczaj łódź będzie nieco niższa na środku i / lub bardziej obciążona z tyłu.

Udawaj, że to idealna łódź, a objętość = przemieszczenie.

Pływalność to dokładnie wyparta gęstość wody *.

Gęstość wody wynosi nominalnie 62 funty na stopę sześcienną.

60 stóp ^ 3 * 62 funtów / stóp ^ 3 = 200 funtów + x funtów
3720 funtów - 200 funtów = x funtów
x = 3520 funtów

— paparazzo
źródło

Aby pokazać, jak proste jest to w jednostkach metrycznych:

Twoja łódź ma 91 kg.
Twoja łódź ma 1700 litrów.
Woda waży 1 kg / l.

Jak zauważył Archimedes kilka tysięcy lat temu, wyporność będzie równa masie wypartej wody.

Twoja łódź może wypierać do 1700 L. Wyporność przy tym ładunku wyniesie 1700 kg.
Łódź waży 91 kg. Maksymalne obciążenie wyniesie 1700 - 91 = 1609 kg.

Idź metrycznie, stary. Przejdź na metrykę. To o wiele prostsze.

— Tranzystor
źródło

SAE nie jest trudniejsze, jeśli użyjesz SAE. Dokładnie ta sama matematyka.

— paparazzo

Cholerne zwykłe jednostki, jest równa wadze wypartej wody minus własna waga. Więc

60 * 0,3048 m ^ 3 * 1000 kg / m ^ 3 -0,45 kg * 200 = 1600 kg = 3500 funtów

Chciałbym załadować go maksymalnie 0,8, więc jest to 1280 kg = 2800 funtów.

— Thorsten S.
źródło