流体力学

直径1ｍ　長さ2ｍ　重量12ｋNの円柱を水中に垂直に浮かべたときこの円柱の安定を調べよ。という問題です。
解き方を教えてください。
答えは「不安定」らしいです。
森北出版　水力学　宮井善弘さんなどの共著の教科書です。

No.3 回答者： masa2211 回答日時： 2009/06/07 10:43

水理学（流体力学）の教科書なら、解き方は必ずといっていいほど載っています。

解法がわからないなら、まずは教科書を見てください。
静水力学の場所で「浮体の安定計算」　のような表題が付いています。

それから、
「水中に垂直に浮かべたとき」は、円柱の縦横比と比重により、安定な場合と不安定な場合があり、
「横に浮かべたとき」は、縦横比と比重にかかわらず中立です。（硬貨のように柱でなく版である場合は例外とします。）
浮くかどうかは、物体の比重が１以下であるかどうかに対し、
安定かどうかは、浮いた物体をちょっと傾けたとき、もとにもどる（安定）か、傾きがどんどん増える（不安定）か、傾いたままで傾斜角が増えも減りもしない（中立）
かを計算で出すことを意味します。
で、浮力の中心と物体の重心を比べ、物体重心のほうが低ければ安定といっていいですが、
浮力の中心のほうが低くても安定の場合があることに注意。
（ちょっと傾けたときに元にもどればよいのであり、いっぱい傾けたときは倒れてもかまわない。）

で、柱を垂直に浮かべたときに安定な場合もある、ということは、「茶柱」で検索すると証拠写真が多量にヒットします。

参考URL：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru_reply.php3?q=5 …

No.2 回答者： isa-98 回答日時： 2009/06/06 20:16

これ、流体じゃねーし。

＾＾；

http://www.sbt.co.jp/seihin/kaiyo/01kowan/19jf/1 …

重心が中央なんで「ふあんてい。」つ＾＿＾）つ
今度は三角錐を計算してみよう。

No.1 回答者： lu-mu- 回答日時： 2009/06/06 19:13

もしその円柱が水なら1570kgの重さになりますが、12kNということはkgに直すと1223kgです。

よって水より軽いで水に浮きます。もし水に垂直に浮かべたら発射に失敗したロケットのように跳ねると思います。というわけで不安定です。