某船排水量为2592 (t),配载后得重心距中距离为-1.138 (m),浮心距中距离为-0.044 (m),每厘米纵倾力矩为9.81 times 125.4 (kN) cdot (m),则该船的吃水差为()MA. -0.19B. -0.23C. -0.29D. -0.13
A. -0.19
B. -0.23
C. -0.29
D. -0.13
题目解答
答案
解析
本题考查船舶吃水差的计算,解题思路是根据船舶纵倾时重心距中距离、浮心距中距离以及每厘米纵倾力矩之间的关系来计算吃水差。
步骤一:明确相关公式
船舶纵倾时,纵倾力矩$M_{tr}$与吃水差$t$、每厘米纵倾力矩$M_{TC}$的关系为$M_{tr}=M_{TC}\times t\times100$(因为$M_{TC}$的单位是每厘米纵倾力矩,要将吃水差$t$的单位从米换算为厘米)。
同时,纵倾力矩$M_{tr}$还可以表示为$M_{tr}=\Delta\times g\times(x_{G}-x_{B})$,其中$\Delta$是船舶排水量,$g$是重力加速度,$x_{G}$是重心距中距离,$x_{B}$是浮心距中距离。
步骤二:统一单位
已知排水量$\Delta = 2592\ t=2592\times10^{3}\ kg$,重力加速度$g = 9.81\ m/s^{2}$,重心距中距离$x_{G}=-1.138\ m$,浮心距中距离$x_{B}=-0.044\ m$,每厘米纵倾力矩$M_{TC}=9.81\times125.4\ kN\cdot m = 9.81\times125.4\times10^{3}\ N\cdot m$。
步骤三:计算纵倾力矩$M_{tr}$
根据$M_{tr}=\Delta\times g\times(x_{G}-x_{B})$,将数值代入可得:
$\begin{align*}M_{tr}&=2592\times10^{3}\times9.81\times(-1.138 - (-0.044))\\&=2592\times10^{3}\times9.81\times(-1.094)\\&=2592\times9.81\times(-1.094)\times10^{3}\\&=(2592\times9.81\times(-1.094))\times10^{3}\\&\approx - 2.83\times10^{6}\ N\cdot m\end{align*}$
步骤四:计算吃水差$t$
由$M_{tr}=M_{TC}\times t\times100$,可得$t=\frac{M_{tr}}{M_{TC}\times100}$,将$M_{tr}\approx - 2.83\times10^{6}\ N\cdot m$,$M_{TC}=9.81\times125.4\times10^{3}\ N\cdot m$代入可得:
$\begin{align*}t&=\frac{- 2.83\times10^{6}}{9.81\times125.4\times10^{3}\times100}\\&=\frac{- 2.83\times10^{6}}{9.81\times125.4\times10^{5}}\\&=\frac{- 2.83}{9.81\times125.4\times0.1}\\&\approx - 0.23\ m\end{align*}$