Nihanje plavajočega polvalja : magistrsko delo

Uršič, Blaž (avtor), Bajc, Jure (mentor), Rovšek, Barbara (komentor)

V magistrskem delu obravnavam nihanje plavajočega polvalja okrog vzdolžne osi. V prvem delu izpeljem enačbo za izračun nihajnega časa polvalja ter osvetlim problematiko upoštevanja vpliva okoliške tekočine pri računanju vztrajnostnega momenta. Nadalje brez upoštevanja okoliške tekočine teoretično analiziram načine nihanja polvalja, za katere menim, da so kandidati za približek nihanja polvalja med plavanjem. Za vsak način nihanja zapišem izraz za energijo nihanja, izračunam nihajni čas in narišem grafe spreminjanja lege težišča in osi vrtenja v odvisnosti od časa. Po razmisleku o delovanju sil na plavajoč polvalj izdelam enostaven analitičen model, s katerim opišem enega od vplivov delovanja okoliške tekočine na plavajoč polvalj med nihanjem. V empiričnem delu opišem poskuse, s katerimi preverim teoretične predpostavke o kinematiki in nihajnem času za posamezen način nihanja. Meritve pri mehanskih modelih se dobro ujemajo s teoretičnimi izračuni. S poskusom, pri katerem polvalj niha med plavanjem v vodi, izmerim nihajni čas in preverim pravilnost analitičnega modela za opis tega gibanja tako, da izračunam potrebno dodano maso vode, da z modelom dobro opišem izmerjeno nihanje plavajočega polvalja. S pomočjo računalniškega sledenja točki težišča plavajočega polvalja med nihanjem analiziram kinematiko polvalja in nadgradim analitični model ter zapišem enačbo za energijo nihanja polvalja med plavanjem v vodi. Iz primerjave med modelskimi načini nihanja in izmerjenim gibanjem plavajočega polvalja sklepam, da je najboljši model tisti, pri katerem je težišče polvalja ves čas na enaki višini in niha le v vodoravni smeri.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: model polvalja, nihanje plavajočega telesa, vztrajnostni moment, dodana masa, težišče, vrtišče, energija nihanja
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
• Organizacija: PEF - Pedagoška fakulteta
• Založnik: [B. Uršič]
• Leto izida: 2017
• Št. strani: VII, 47 str.
• PID: 20.500.12556/RUL-96505
• UDK: 53(043.2)
• COBISS.SI-ID: 11745865
• Datum objave v RUL: 05.10.2017

URŠIČ, Blaž, 2017, Nihanje plavajočega polvalja : magistrsko delo [na spletu]. Magistrsko delo. B. Uršič. [Dostopano 2 maj 2025]. Pridobljeno s: https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&id=96505

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Oscillations of floating semicylinder

Izvleček

In this thesis oscillation of a floating semicylinder is presented with focus on rotation about its longitudinal axis. In the first part, I derive the equation for calculating the ship's oscillation period and highlight the problem of the influence of the surrounding fluid in calculating the moment of inertia. Furthermore, without considering the surrounding fluid, I theoretically analyze the ways for which I think are the candidates for the approximation of oscillating semicylinder on the water surface. For each way, I write the term for the oscillation energy and for the period of oscillation and plot graphs of position-time dependence for the center of gravity and axis of rotation. With a reflection on the operation of forces on a floating semicylinder, I develop a simple analytical model in which I describe one of the effects of the surrounding fluid on a floating semicylinder during oscillation. In the practical part, I describe the experiments in which I examine the theoretical assumptions about kinematics and the oscillatory time for a particular mode of oscillation. The measured values match the theoretical ones. Data, obtained from the experiment in which the semicylinder floats on the water, are used to check the correctness of the analytical model by calculating the added mass of the water which affects the oscillation. Computer tracking method is used for analysis of the position of the centre of gravity of a floating semicylinder during oscillation. Using the data obtained, the analytical model is upgraded and the equation for the assumption of oscillation energy is derived. On the basis of a comparison between the modeling modes of motion and the measured motion of a floating semicylinder, I conclude that the best model is the one in which the center of gravity of the semicylinder fluctuates only in the horizontal direction.

• Ključne besede: physics, fizika