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图 6-7
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物体在流体中处于运动状态时,若流体压强分布与静态压强分布相差不大,物体因流体压强所受浮力仍可用(6.4)式表述.除了浮力外,运动物体还会受到流体的其他作用力,如黏性阻力.
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浮力对物体的力学效果自然还是可以等效为浮力作用于浮心的效果,浮心仍在所排开的流体块的重心位置.浮在流体中的物体处于平衡位置时,重心G与浮心B在同一竖直线上,如图6-8所示.当物体朝某一侧倾斜时,重心G位置不变,新的浮心B'与重心G一般不在同一竖直线上.G的位置也是物体质心位置,若此时浮力相对G的力矩方向与原倾斜的偏转方向相反,如图6-9所示,物体便有恢复原平衡位置倾向,原平衡便是稳定的.如果浮力相对G的力矩方向与原偏转方向相同,如图6-10所示,物体便会继续扩大偏转,原平衡便是不稳定的.船舶设计时,需考虑到这一因素.
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图 6-8
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图 6-9
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图 6-10
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例1 设大气温度T处处相同,海平面处大气压强记为p0,从海平面竖直向上设置z轴,试导出大气压强p随高度z的分布.
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解 由状态方程
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,μ:摩尔质量,得大气密度
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与重力压强差公式
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联立后,可得
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1700983488
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积分后,即有
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