Круизный лайнер натыкается на ворота шлюза [закрыто]

Для моего проекта мне нужно создать ворота шлюза, которые будут использоваться для Панамского канала. Одна из многих вещей, которые сказал мой учитель, заключалась в том, что для конструкции шлюзовых ворот ворота не должны выходить из строя , когда в них врезается большой корабль (например, круизный лайнер).

Всю информацию, которую нам нужно рассчитать, например, массу обычного круизного лайнера, можно найти в Интернете или других местах. Мы пришли к выводу, что масса круизного лайнера в худшем случае равна 65.000.000  кг + 158.200.000  кг "=" 223 200 000  кг .

The 65.000.000 это масса обычного круизного лайнера и 158.200.000 это максимальная масса, которую может выдержать круизный лайнер. Средняя скорость круизного лайнера равна примерно 7  РС .

Теперь мы можем вычислить кинетическую энергию, которая равна:

Е к "=" 1 2 м в 2

Е к "=" 1 2 ⋅ 223 200 000 ⋅ 7 2

Е к "=" 5.468.400.000  Дж

Но после этого я застрял. Совет от моего учителя заключался в том, что нам также нужно использовать формулу Вт "=" Ф ⋅ с , тогда как с это отступ ворот замка. Откуда мне знать, что ворота замка не подведут? Я хотел попробовать что-то вроде этого:

1 2 м в 2 "=" Ф ⋅ с

Но я не уверен, что это правильно. Каков правильный подход, чтобы узнать, выйдут ли из строя ворота шлюза или нет при ударе круизного лайнера?

Редактировать

Вот информация о шлюзовых воротах:

Сами ворота шлюза имеют размеры 31 м х 10 м х 57 м и полые внутри. Это оставляет зазор 30 м х 9 м х 56 м:

введите описание изображения здесь

Толщина кромки везде 0,5 м. Внешний корпус изготовлен из стали и имеет скрещенные стальные балки.

Какая у вас есть информация о шлюзовых воротах?
@lemon Я добавил информацию о воротах замка. Расположение стальных балок пока неизвестно.
Корабли, маневрирующие в шлюзе или рядом с ним, не будут развивать скорость около 7 м/с. Возникает вопрос: что поглощает энергию при столкновении? Корабль, дверь шлюза или какой-то третий элемент (буфер). Если это корабль, он будет поврежден; то же самое отверстие. Я думаю, вам нужно спроектировать нарочитый "бампер".
@ Флорис О, это вполне логично. Корабль всегда замедляется, когда приближается к воротам шлюза. Насчет бампера, очень логично и я бы наверное так же сделал, но это не предусмотрено конструкцией. Я думаю, что это как-то связано с буквой s, которая должна быть как можно меньше. Для этого мне нужно знать F, но я понятия не имею, как это сделать.
Re, «как круизный лайнер», en.wikipedia.org/wiki/Panamax.
Сила, с которой корабль действует на ворота, зависит не от количества движения корабля, а от того, насколько быстро изменяется количество движения (т. е. от того, насколько быстро движущийся корабль останавливается). Чем быстрее он останавливается, тем больше сила. «Бампер», который предложил @Floris, - это то, что корабль может раздавить , и он уменьшает силу удара, распределяя ее на время , необходимое для раздавливания бампера.
Посмотрите на мой ответ о Титанике - он включает в себя соответствующий анализ и ссылки.
PS: если движущийся корабль ударится о ворота шлюза, что-то раздавится . Если это нос корабля, это плохо. Если это ворота, это еще хуже.
@jameslarge это была именно моя точка зрения. У вас может быть упругое столкновение, для которого требуется способность накапливать энергию (гигантская пружина), или неупругое, когда что-то деформируется, поглощая энергию. Почему бы вам не разрешить разработать замок с бампером? Вы смотрели на конструкции реальных замков? Это базовый вопрос физики или продвинутое гражданское строительство?
@Floris Это скорее базовый вопрос по физике. Я думал о предварительной настройке с до небольшого числа, например 0,01 м, которое представляет собой повреждение (вдавливание) ворот шлюза в метрах. Для Ф , Я получил 2,79 ⋅ 10 9  Н , но я не уверен, что означает F в этой ситуации.
Я согласен с тем, что вопрос представлен странно, потому что на самом деле имеет больше смысла использовать бампер.
F, которую вы вычислили, — это средняя сила, действующая на корабль. Если он переместится всего на 1 см до полной остановки, вы увидите очень большое замедление! Кстати, проверьте расчет массы — цифры не совпадают.
@Флорис О, спасибо. Я думаю, я просто подумаю об этом немного дольше, потому что я застрял прямо сейчас. Хорошее наблюдение за числами, я исправил это.

Ответы (1)

Я не знаю, из какого источника вы получили данные о «обычном» круизном лайнере и его содержимом. 158 000 метрических тонн — это слишком много для одного корабля. Что случилось? Все ли пассажиры взяли с собой в эту поездку свинцовые чемоданы?

Круизные лайнеры класса Spirit могут входить в шлюзы каналов и имеют дедвейт всего 7500 тонн. Я оцениваю пустой вес одного из этих кораблей примерно в 37 500 тонн, или около 45 000 тонн для полностью загруженного судна.

https://en.wikipedia.org/wiki/Spirit-class_cruise_ship

Вы не можете использовать значения валовой вместимости для оценки веса, поскольку валовая вместимость является мерой внутреннего объема судна.

https://en.wikipedia.org/wiki/Валовой_тоннаж

Многие из самых больших круизных лайнеров не могут поместиться в шлюзовых камерах канала, потому что они физически слишком велики. Шлюзовые камеры имеют длину 1000 футов и ширину 110 футов, и самое широкое судно, которое обычно размещается, не может быть шире 105 футов.

Круизный лайнер натыкается на ворота шлюза [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v