41
(VКЛ) у такий спосіб
Vкл = VпрL - VпA ,
де VL – об'єм призми довжиною L та шириною A, м3;
пр
A
Vп – об'єм піраміди зі стороною основи A, м3.
©Тепер розглянемо обеліск. Обеліском називається шестигранник, основи якого – прямокутники, розташовані в паралельних площинах, а протилежні бічні грані однаково нахилені до основи. Побудови для визначення об'єму обеліска більше складні та засновані на«принципі салямі» (від більшого до меншого). На рис. 3 представлений прямий паралелепіпед ABCDEFGH.
Рисунок 3 – Паралелепіпед ABCDEFGH
Площина A¢B¢FE відтинає половину призмиAA¢EFB¢B, а площина C¢GHD¢ – половину призми DD¢HGC¢C. Ці дві половини утворюють першу при-
зму (рис. 4, а) ( VпрL ).
Площина A²D²HE відтинає половину призмиAA²EHD²D, а площина B²FGC² – половину призми BB²FGC²C. Ці дві половини утворюють другу при-
зму (рис. 4, б) ( VB ).
пр
При утворенні другої призми( VпрB ) сегменти A¢A²AE, B¢B²BF, C¢C²CG, D¢D²DH відсутні, тому що вони використовувалися для одержання першої при-
зми ( VпрL ). Тому для одержання об'єму обеліска (VОБ) об'єми цих сегментів тре-
ба додати. Сума цих сегментів складе піраміду ( VпA ) (рис. 4, в).
Виходячи з вище викладеного, об'єм обеліска визначаємо як різницю об'-
єму паралелепіпеда (L×B×H) і двох призм ( VпрL і VпрB ), плюс об'єм піраміди ( VпA ). Таким чином, можна записати формулу для визначення об'єму обеліска
42
(VОБ)
Vоб = L×B×H -VпрL -VпрB +VпA ,
де L – довжина обеліска, м; B – ширина обеліска, м; H – висота обеліска, м;
VпрL – об'єм призми довжиною L та шириною A, м3;
VпрB – об'єм призми довжиною B та шириною A, м3;
A
Vп – об'єм піраміди зі стороною основи A, м3.
Рисунок 4 – Призми VпрL , VпрB та піраміда VпA
Якщо клин або обеліск мають закруглену основу, замість об'єму піраміди в розрахунках використовується об'єм конуса з діаметром основи D = A (рис. 1,
а).
При завантаженні транспортних засобів, часто встає питання про кількість вантажу яка знаходиться в порту. Тобто виникає необхідність рішення питання про те, чи необхідно або ні завозити додатково в порт вантаж для забезпечення повного завантаження транспортних засобів.
У порту вихідні данні для розрахунків одержують шляхом виміру рулеткою розмірів основи штабелів, кутоміром – кута природного укосу a. Насипна маса (g) визначається за нормативними документами або за допомогою мірного ящика. Потім, за отриманими даними, визначається об'єм штабеля VШТ і, використовуючи насипну масу g, розраховується кількість вантажу QШТ.
Об'єм штабеля правильної геометричної форми можна визначити за -до помогою номограми або розрахунковим способом, з використанням відомих у геометрії формул.
Номограма (рис. 5) дозволяє швидко, просто та з достатньою точністю
43
визначати об'єми геометричних тіл правильної форми. Номограма складається з 9 логарифмічних шкал, розташованих на 5 осях:
üперша шкала – діаметр конуса; довжина сторони піраміди; ширина призми (клина) – позначається 1 і А;
üдруга шкала – довжина окружності конуса – позначається 2 і S; üтретя шкала – об'єм піраміди – позначається 3 і VП;
üчетверта шкала – об'єм конуса – позначається 4 і VК; üп'ята шкала – площа перерізу призми – позначається 5 і С; üшоста шкала – об'єм призми – позначається 6 і VПР; üсьома шкала – висота штабеля – позначається 7 і Н;
üвосьма шкала – довжина призми та тангенс кута природного укосу – позначається 8, L і tga;
üдев'ята шкала – кут природного укосу – позначається 9 і a.
Лінія, проведена через дві точки на двох будь-яких осях, дає можливість визначити всі інші елементи.
Коли значення вихідних даних більше ніж на шкалах1, 2 і 7 то вони зменшуються в 10 разів, а результат (об'єм) збільшується в 1000 (103) разів.
Виключення становить призма, при зменшенні в 10 разів на шкалі 1, а об- 'єм збільшується в 100 (102) разів.
Це пояснюється тим, що об'єм виходить не відразу, а через проміжний результат С (площу). Якщо вихідні данні більше ніж на шкалі8, вони зменшуються в 10 або 100 разів, а результат (об'єм) збільшується у відповідну кількість разів.
Принципи зменшення та збільшення можна сформулювати так:
©якщо зменшувалася одновимірна величина (довжина) на шкалі 1, 2 і 7, а отримується відразу тривимірна величина (об'єм), то об'єм штабеля збільшується на коефіцієнт зменшення (число) у третьому ступені;
©якщо зменшувалася одновимірна величина на шкалі 1 і 7, а отримується відразу проміжна двовимірна величина (площа), то об'єм штабеля збільшується на коефіцієнт зменшення в другому ступені;
©якщо зменшувалася одновимірна величина на шкалі 8, то об'єм штабеля (інша величина) збільшується на цей коефіцієнт зменшення.
Такі принципи можна застосовувати і при зменшенні значень на шкалах 1, 2, 7 і 8 на інше значення, але при цьому розрахунки значно ускладнюється. Так, наприклад, при зменшенні довжини А за шкалою1 в 3 рази отримані об'- єми необхідно збільшити в 32 = 9 і 33 = 27 разів, що подумки провести складно,
впорівнянні із збільшенням в 102 = 100 і 103 = 1000 разів.
Уроботі окремо для кожного виду штабеля при визначенні за номограмою приводиться:
üназва виду штабеля; üнеобхідні для розрахунку вихідні ;
üзначення, яке зняте з номограми, коефіцієнт збільшення (якщо він потрібний), підсумковий результат (об'єм);
üвсі проміжні значення, які зняті з номограми (якщо вони є).
Наприклад. Конус. S = 40 м, a = 35°, VК = 190 м3.
44
Рисунок 5 – Номограма для визначення об’ємів штабелів
45
Піраміда. А = 25 м, a = 35°, VП = 1,75×103 = 1750 м3.
Призма. А = 28 м, L = 40, a = 35°, С = 1,35, VПР = 0,52×102×100 = 5200 м3.
Значення з номограми знімаються з максимально можливою точністю. Розрахунковий метод більше точний, але вимагає складних(із застосу-
ванням обчислювальної техніки) і трудомістких розрахунків та знання формул розрахунку об'ємів геометричних фігур.
У роботі окремо для кожного виду штабеля при визначенні розрахунковим методом приводиться:
üназва виду штабеля; üнеобхідні для розрахунку вихідні;
üпідсумкова розрахункова формула та результат (об'єм). Наприклад. Конус. S = 40 м, a = 35°,
VК = 0,00423 × S3 × tga = 0,00423 × 403 × 0,7 = 190 м3.
Значення тангенса кута природного укосу a знімаються зі шкали 8 напроти значення a шкали 9 з максимальною точністю.
Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта визначаємо з табл. 1 шифри та кути природного укосу (a) штабелів.
Таблиця 1
Варі- |
Шифр |
|
a,° |
|
Варі- |
Шифр |
a,° |
|
Варі- |
Шифр |
|
a,° |
Варі- |
Шифр |
a,° |
||||||||||
ант |
|
|
|
|
|
|
ант |
|
|
|
|
|
|
ант |
|
|
|
|
|
|
ант |
|
|
||
1 |
1 |
|
25 |
|
9 |
|
9 |
|
33 |
|
|
17 |
|
7 |
41 |
25 |
5 |
51 |
|||||||
2 |
2 |
|
58 |
|
10 |
|
10 |
|
50 |
|
|
18 |
|
8 |
28 |
26 |
6 |
36 |
|||||||
3 |
3 |
|
27 |
|
11 |
|
1 |
|
35 |
|
|
19 |
|
9 |
43 |
27 |
7 |
53 |
|||||||
4 |
4 |
|
56 |
|
12 |
|
2 |
|
48 |
|
|
20 |
|
10 |
30 |
28 |
8 |
38 |
|||||||
5 |
5 |
|
29 |
|
13 |
|
3 |
|
37 |
|
|
21 |
|
1 |
45 |
29 |
9 |
55 |
|||||||
6 |
6 |
|
54 |
|
14 |
|
4 |
|
46 |
|
|
22 |
|
2 |
32 |
30 |
10 |
40 |
|||||||
7 |
7 |
|
31 |
|
15 |
|
5 |
|
39 |
|
|
23 |
|
3 |
47 |
31 |
1 |
57 |
|||||||
8 |
8 |
|
52 |
|
16 |
|
6 |
|
44 |
|
|
24 |
|
4 |
34 |
32 |
2 |
42 |
|||||||
За обраним шифром штабелів з табл. 2 визначаємо їх найменування (вид), |
|||||||||||||||||||||||||
лінійні розміри та насипну масу. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Таблиця 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Шифр |
|
Конус |
Піраміда |
Призма, м |
|
Клин, м |
|
Обеліск, м |
Насипна ма- |
||||||||||||||||
|
S, м |
|
|
А, м |
|
А |
|
L |
|
А |
|
L |
|
L |
|
B |
|
H |
са, g, т/м3 |
||||||
1 |
|
60 |
|
|
|
25 |
|
35 |
|
50 |
|
11 |
|
42 |
|
80 |
|
40 |
|
4,3 |
1,35 |
||||
2 |
|
55 |
|
|
|
22 |
|
32 |
|
48 |
|
13 |
|
46 |
|
75 |
|
38 |
|
4,1 |
1,48 |
||||
3 |
|
50 |
|
|
|
21 |
|
31 |
|
46 |
|
15 |
|
50 |
|
70 |
|
36 |
|
3,9 |
1,08 |
||||
4 |
|
45 |
|
|
|
20 |
|
30 |
|
44 |
|
17 |
|
54 |
|
66 |
|
34 |
|
3,7 |
1,67 |
||||
5 |
|
40 |
|
|
|
19 |
|
29 |
|
42 |
|
19 |
|
58 |
|
62 |
|
30 |
|
3,5 |
2,05 |
||||
6 |
|
35 |
|
|
|
18 |
|
28 |
|
40 |
|
21 |
|
62 |
|
60 |
|
28 |
|
3,3 |
2,17 |
||||
7 |
|
30 |
|
|
|
16 |
|
26 |
|
35 |
|
23 |
|
66 |
|
55 |
|
26 |
|
3,1 |
2,45 |
||||
8 |
|
25 |
|
|
|
14 |
|
24 |
|
30 |
|
25 |
|
70 |
|
50 |
|
24 |
|
2,9 |
0,98 |
||||
9 |
|
20 |
|
|
|
12 |
|
22 |
|
25 |
|
27 |
|
74 |
|
46 |
|
22 |
|
2,7 |
0,75 |
||||
10 |
|
25 |
|
|
|
10 |
|
20 |
|
20 |
|
29 |
|
78 |
|
42 |
|
20 |
|
2,5 |
0,83 |
||||