Когато се потопите в плувен басейн, тялото ви вероятно ще плава по естествен път, докато продължавате да плувате. Начинът, по който нещо като тялото ви в басейн се издига на повърхността, отчасти зависи от плаващата сила. Обектите под водата изпитват тази възходяща сила, плаваща сила. Можете да приложите това към себе си и други предмети като тръби и дори да използвате тези принципи за изграждане на салове.
Калкулатор на плаваемост
Плаващата сила се противопоставя на даден обект при навлизането му във вода и в тази посока нагоре позволява на обекти като лодки и шамандури да се носят. Тази сила е резултат отхидростатично налягане, налягането, което течност като вода упражнява върху обект, когато течността е в покой. Можете да използвате калкулатор на плаваемост или уравнения, за да го измервате.
Можете да измерите плаващата сила в резултат на хидростатично налягане като
F = rgV
за плътността на течносттаrв единици маса / обем (като kg / m3), гравитационно ускорениеж(9,8 m / s2) и обем, потопен във водаVза изчисляване на плаваща сила F.
Можете да изчислите плаващата сила, която се противопоставя на гравитационната сила, като масата на водата, която заобикаля куба, умножена по ускорението наплаваща сила. Плътността на водата е 1000 kg / m3и, тъй като кубът е наполовина потопен във вода, плаващата сила действа върху половината от обема на куба.
Това означава, че масата на водата около куба е плътността, умножена по обема, или 1000 kg / m3 х 4,5 м3, което е 4500 кг. Умножавайки това с 9,8 m / s2 ви дава 44 100 N плаваща сила. Противопоставянето на плаваща сила и гравитационна сила също означава, че даден обект плава или потъва в зависимост от това дали плаващата сила надвишава гравитационната сила или не.
Плаваемост на запечатан PVC
Поливинилхлоридните (PVC) тръби са идеалният кандидат за използване при строителствоподводни тръбопроводи. Ако знаете диаметъра на тръба, която е напълно потопена под водата, можете да изчислите теглото на изместената вода за една дължина на тръбата (Ww).
Тази сила на дължинаWwсе дава от
Ww = \ pi d ^ 2 \ пъти \ frac {62.4} {4}
за диаметърдна тръбата. Стойността 62,4 представлява теглото на водата в лири на кубичен фут на тръбата, удобно измерване за определяне на теглото в резултат на дължината.
Извличане на плаваемост
Можете да получите това уравнение в резултат на извеждане на плаващата сила. Ако знаете теглото на водата в лири на кубичен фут върху тръбата, можете да запишете силата, която упражнява върху тръбата, като я умножите по обема на тръбата като62,4 x Vили62,4 х πr2зза радиусаrна кръговата основа и височина на тръбатазкато дължината на тръбата.
Можете да презапишете радиуса като половината от диаметъра илиг / 2, така че този израз да станеπ (d / 2)2hx 62.4илиπd2 h x 62,4 / 4.И накрая, можете да разделите този израз на дължината на тръбата h, за да получите израз за сила на дължинаWwкатоπd2 x 62,4 / 4.
Можете да напишете опростена версия на уравнението заWwкатоWw = 49,01 x d2 за уравнение, което зависи само от диаметъра. Този метод за намиране на коефициент на теглото на водата в лири на кубичен фут на тръба също ви позволява да определите стойности за други видове тръби, така че да можете да създадете уравнения, които променят само този коефициент (62.4) за всичко, което трябва да потопите под вода.
PVC тръбен сал
Имайте предвид, че както е при всички плаващи сили, силата, която водата или каквато и да е течност упражнява върху даден обект, зависи от геометрията на обекта и колко от него всъщност е потопен във вода. Плановете с плаващ док могат да се възползват от тези уравнения, за да определят кой тип материал е най-подходящ за изграждането им.
Изграждането на PVC тръбен сал може да се възползва от плаващата сила, упражнявана върху PVC тръби, частично потопени във вода. Можете да изградите свой собствен PVC тръбен сал, като използвате основни материали от около 84 "от 6" от график 40 PVC, строителна пяна, запечатващ материал и листове шперплат.