如何计算位移

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在本文中：

了解物理位移的定义

求内燃机的排气量

求船只的位移

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“位移”这个术语是指3个不同而又相似的概念，用以来描述物体的移位或运动。这3个位移概念分别是：严格的科学法定义的物理位移、内燃机中的活塞冲程导致的气体排量和安全漂浮的船舶导致的排水量。用下面这些技巧有便于你理解并使用这3种定义计算位移。

步骤

方法 1

方法 1 的 3:

了解物理位移的定义

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   确定一个物体的运行速度。定义在一段指定的时间内运动的起点和终点。
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   计算位移。该物体位移的距离等于速度乘以时间。例如，在2秒内以10米/秒（32,8英尺/秒）速度运动的物体，用速度10米/秒（32,8英尺/秒）乘以时间2秒，位移相当于20米（65,6英尺）。
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方法 2

方法 2 的 3:

求内燃机的排气量

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   测量气缸的孔。从发动机上取下气缸盖，将气缸的顶部暴露。选择一个活塞在气缸不太高的气缸，否则它会干扰卡尺的测量。用游标卡尺测量圆筒的内径。这种测量方法测出气缸内孔大小。
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   建立活塞的冲程。当气缸盖取下时，用手转动发动机曲轴使一个活塞移动到下死点（BDC）位置。在轴向插入与活塞表面接触的千分表，同时确保指示计显示不接触或进入气缸顶部。
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   完成冲程测量。指示计显示保持稳定，手转动发动机曲轴，使活塞移到上死点（TDC）位置。请注意千分表测量的是活塞行程。这种测量方法测出气缸的冲程。
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   确定发动机排量。将活塞冲程乘以气缸孔尺寸平方的0,7854倍（行程x缸径x缸径x0,7854）来计算一个气缸的排量。通过发动机的气缸数乘以每缸的排量，得到发动机的总排量。
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方法 3

方法 3 的 3:

求船只的位移

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   了解航海的单位。重量单位使用长吨，等于2240磅（1018公斤）。长吨也与体积有关，100立方英尺（2,83立方米）的船舶内部体积取为1长吨（​​但这只是一个容量，它与质量无关，并且不影响位移。它由于历史、经济和监管的原因被保留下来，并造成了很多误解，就如同它对这篇文章的原始海报的影响一样。
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   方法（A）

   • 得到船只淹没部分的体积（这显然等同于被移动的水的体积，我们想找的正是这部分水的质量）。剩余部分用英尺测量。将由前至后的长度乘以船体中部的宽度（梁），乘上从龙骨到水面线的船身（吃水）高度，再乘上填充系数从而将船视作标准的长方体。不同的船一般具有不同的形状，填充系数可能在约0.4至约0.8的范围内变化。这将得出一个以立方英尺为单位的体积。
   • 计算排水量。将上一步得到的数字除以35，得到以长吨表示的排掉水的重量。当然，你可能要确定该船舶是否在盐水或纯水中，因为密度不同，因此就算体积相同，它们的重量也不同。在现实生活中，船会在不同程度的漂浮中对之进行补偿，所以下文（B）的方法更有用。
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   方法（B）

   • 记下船舶在船头、船中、船尾、左舷和右舷的六处所示载重线，并把这些数字放到该船的静水表中，读出答案。
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   请注意，在这两种情况下，你都不能在不知道船体形状时就找出排水量。填充系数和静水压表中都是在船的设计时就设定好的，再没有更简单的方法了。
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   用封闭的船舶部分的总容积除以100立方英尺（2,83立方米），得到以长吨为单位的注册吨位。这是一个传统的记录船只承载能力的方式，与重量或位移无关。一艘运载100立方英尺铅的船会在水中浮得更低，它比一艘载有100立方英尺的羽毛的船具有更大的排量，尽管两个负载都被称为一个注册吨位。
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小提示

• 对于船只的排水量，你可以进一步弄清楚船在水中能下沉到多低。当船只沉得足够低时，船体体积排出的水的质量与船只的重量相等。

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你需要准备

• 卡尺
• 行程指示计