GENO asked in 科學其他:科學 · 1 decade ago

小水線面雙體船為什麼浮得起來

依據阿基米得原理:物體沒入液體的體積*液體的密度=浮力。

假設液體為水(密度=1),為什麼船體的總重量大於物體沒入液體的體積(此為船體的浮力)時,船不會沉。

請問,難道還有其他的浮力公式,可否舉例。

謝謝。

4 Answers

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  • Anonymous
    1 decade ago
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    一如樓上大大所說的,小水線面雙體船(Small WaterPlane Area Twin Hull, SWATH)的船體還包括水下的部份,其浮力主要來自水下兩支像魚雷的船體部分(下潛體)。

    看圖比較清楚

    圖片參考:http://seastead.org/commented/paper/images/swath-c...

    ↑SWATH水下部份的真面目。

    圖片參考:http://www.sandiegoboatmovers.com/images/really_bi...

    圖片參考:http://media.bmt.org/bmt_media/bmt_images/62/swath...

    ☞SWATH的特性是水線面(water plane)較小,所以興波阻力(wave-making resistance)也較低;其速度受海象影響的程度也較小。但水下浸水面積並不見得小於傳統單體船體,如此摩擦阻力也跟著增加,因此在動力輸出不變情況下高速度恐怕非其強項;耐海性才是其潛力所在。

    圖片參考:http://ship.nmmst.gov.tw/img05/shipkind/PIC07-10.j...

    ↑小水線面雙體船組成示意圖

    圖片參考:http://ship.nmmst.gov.tw/img05/shipkind/PIC07-09.j...

    ↑單體船、雙體船和小水線面雙體船比較

    圖片參考:http://www.leenaars-bv.nl/shipdesign/img/swath.jpg

    ↑這是縱切圖,最下方的兩個圓形即為下潛體部分

    其實阿基米德原理是指:

    ☞物體浸在水中的體積X水的密度=浮力(水面船即為船隻重量)

    圖片參考:http://www.diracdelta.co.uk/science/source/a/r/arc...

    其實不論是何種新科技都不代表它們能違反物理學上基本定律;小水線面雙體船當然是符合阿基米德原理的。由於船隻的船體部份很多是非實心的隔艙,因此通常浸水部份排開的水量即等於船隻的重量,若酬載增加時水線會向上移動,若是重量真的再增加那船隻也只好沒頂啦....==||

    圖片參考:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thum...

    真要說的話高速航行中的水翼船(Hydrofoil)它只有水翼及一小部份體船浸在水中,不過那是因高速時水翼所產生的升力抵消了部分重量之故。當它在靜止狀態下水翼不再產生升力,此時其排水量便等於其船隻重量。因此在航行中船隻應將航行中船體所產生的升力考慮進去。

    2008-04-10 17:27:59 補充:

    用數學公式試算,浮力怎麼都小於船重

    不對哦,靜止時浮力應等於船重,如果船重增加,水線會向上移,浸水部分的體積也會增加而使浮力加大,那浮力仍然等於船重。

    2008-04-10 17:34:23 補充:

    不知版大是如何計算出來的?

    2008-04-11 01:03:21 補充:

    船體內有很多地方是空的,因此整個來算密度比水低。

    像潛艇可視為固定體積,但在水艙中注入海水,重量增加,當整體密度超過海水便可下潛。要浮上水面時再用壓縮空氣將海水擠出,重量減輕,密度也降低便可上浮。

  • 1 decade ago

    但是我看了好多好多遍GENO大大的問題

    我總覺得您要問的並不是這個

    而是(容我試著閳述您的想法,看看對不對!)

    「如果有甲、乙兩艘船重量一模一樣

    長度高度也完全一模一樣

    但是船身整體:甲是一般正常船的樣子(由船的正前方看船大概是V字形)

    乙則是船內空間小很多

    也就是由船的正前方來看船V字的銳角非常小

    幾乎快形成 I 字形

    這時

    甲可以浮

    但乙卻會沉(我們都知道船是鋼鐵做的,密度比水大)

    為什麼?」

    「由上述的現象會發現

    甲所受到的浮力其實是比乙來得大

    為什麼同樣長、高,同樣重量的船體

    只是形狀不同

    就會產生浮力大小不一

    甚至一沉一浮的結果?」

    不知道是不是這樣?

    如果是

    我再做解說

    如果不是

    那就……….算了

  • Tsai
    Lv 6
    1 decade ago

    船體的浮力不是物體入液體的體積,

    是物體入液體時"排開水的重量",

    所以船體的形狀是會影響浮力的.

  • 1 decade ago

    浮力只有一句話: 浮力等於排開同體積的液體重

    沒有沉就是因為, 浮力大於載重, 也就是說, 你只看到了船浮在上面的那一部份, 沉在底下的, 你沒看到啦

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