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喫水の計算方法は?3分でわかる計算、意味、関係用語の読み方

喫水(きっすい)は水面から物体の底面までの距離です。浮心が既知の場合、喫水を計算できます。また物体が水中で静止状態のとき、浮力=物体の重さの関係から喫水を求めることが可能です。今回は喫水の計算方法、意味、読み方について説明します。喫水、浮力、浮心の意味など下記が参考になります。

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喫水の計算方法は?

喫水(きっすい)は浮力との関係から計算できます。下図をみてください。水面から水中にある物体の底面までの距離が「喫水」です。


図 喫水


浮力とは、水を押しのけた体積分の重さです。水中に浸かった部分の体積は「喫水の値」と関係します。よって、物体が水中で静止状態のとき「浮力=物体の重さ」が成立するので喫水を算定できます。


実際に下図の喫水を求めましょう。物体の重さが1000kg、長さが2m、幅が3m、喫水をdとします。なお水の密度=1.0t/m3とします。


図 喫水の計算例


浮力=2×3×d×1.0=6d

物体の重さ=1.0t


浮力=物体の重さなので、6d=1.0

d=0.167m


です。なお断面が長方形なので、浮心=喫水÷2で算定できます。浮心の詳細は下記をご覧ください。

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喫水の計算は「物体の形状」で変わります。三角形の物体では喫水をどのように計算すれば良いでしょうか。


図 喫水の計算と三角形


水中以下の三角形と全体の三角形は相似関係にあります。これを利用すれば、浮力=物体の重さの関係から喫水が算定できるでしょう。


なお、浮心の値(水面から浮心までの距離など)が分かっていれば、もっと簡単に喫水を計算できます。各断面形状と浮心(水面から浮心までの距離)、喫水の関係を下記に示します。


長方形、正方形断面 ⇒ 喫水=浮心×2

三角形(凸部分が水中に向く場合) ⇒ 喫水=浮心×3


ちなみに凸部分が上向きの場合、台形の重心位置が分かれば喫水が算定できます。台形の重心位置の詳細は下記をご覧ください。

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喫水の意味

喫水は、水面から物体の底面までの距離です。下図に喫水を示します。


図 喫水

喫水の読み方

喫水は「きっすい」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。


浮心 ⇒ ふしん

浮力 ⇒ ふりょく

浮体 ⇒ ふたい

浮揚面 ⇒ ふようめん


浮力、浮心の意味は下記が参考になります。

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まとめ

今回は喫水の計算について説明しました。喫水の計算は、浮力=物体の重さの関係から逆算して求めます。また浮心が既知であれば、もっと簡単に喫水を算定できるでしょう。ただし物体の断面形状が複雑になると難易度が高くなります。まずは長方形、三角形など基本的な形状の喫水を求めてみましょうね。下記も参考になります。

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