Když se ponoříte do bazénu, vaše tělo bude pravděpodobně přirozeně plavat, dokud budete plavat. Způsob, jakým něco jako vaše tělo v bazénu stoupá k povrchu, je částečně závislé na vztlakové síle. Objekty pod vodou zažívají tuto vzestupnou sílu, silnou sílu. Můžete to použít na sebe a jiné objekty, jako jsou trubky, a dokonce tyto principy použít pro stavbu vorů.
Kalkulačka vztlaku
Vztlaková síla se při vstupu do vody postaví proti předmětu a tímto směrem nahoru umožňuje plavat objektům, jako jsou čluny a bóje. Tato síla vyplývá zhydrostatický tlak, tlak, který tekutina jako voda vyvíjí na předmět, když je tekutina v klidu. K měření můžete použít vztlakovou kalkulačku nebo rovnice.
Můžete měřit vztlakovou sílu jako výsledek hydrostatického tlaku jako
F = rgV
pro hustotu kapalinyrv jednotkách hmotnost / objem (např. kg / m3), gravitační zrychleníG(9,8 m / s2) a objem ponořený ve voděPROTIpro výpočet vztlakové síly F.
Můžete vypočítat vztlakovou sílu, která působí proti gravitační síle, jako hmotnost vody, která obklopuje krychli, krát zrychlení
vztlaková síla. Hustota vody je 1 000 kg / m3, a protože kostka je z poloviny ponořena do vody, vztlaková síla působí na polovinu objemu kostky.To znamená, že hmotnost vody kolem krychle je hustota krát objem, nebo 1 000 kg / m3 x 4,5 m3, což je 4 500 kg. Vynásobte to 9,8 m / s2 vám dává 44 100 N vztlakové síly. Opozice vztlakové síly a gravitační síly také znamená, že předmět plave nebo klesá podle toho, zda vztlaková síla převažuje nad gravitační silou nebo ne.
Vztlak uzavřeného PVC
Trubky z polyvinylchloridu (PVC) jsou ideálním kandidátem pro použití při stavběpodvodní potrubí. Pokud znáte průměr potrubí, které je zcela ponořené pod vodou, můžete vypočítat hmotnost vody vytlačené na délku potrubí (Ww).
Tato síla na délkuWwdarováno
Ww = \ pi d ^ 2 \ times \ frac {62.4} {4}
pro průměrdpotrubí. Hodnota 62,4 představuje hmotnost vody v librách na kubickou stopu na potrubí, což je užitečné měření pro určení hmotnosti v důsledku délky.
Odvození vztlaku
Tuto rovnici můžete získat v důsledku odvození vztlakové síly. Pokud znáte hmotnost vody v librách na kubickou stopu na potrubí, můžete napsat sílu, kterou vyvíjí na potrubí, vynásobením objemu potrubí jako62,4 x Vnebo62,4 x πr2hpro poloměrrkruhové základny a výšky potrubíhjako délka potrubí.
Poloměr můžete přepsat jako polovinu průměru, nebod / 2, takže se tento výraz staneπ (d / 2)2vx 62,4neboπd2 v x 62,4 / 4.Nakonec můžete tento výraz rozdělit podle délky potrubí h, abyste získali výraz pro sílu na délkuWwtak jakoπd2 x 62,4 / 4.
Můžete napsat zjednodušenou verzi rovnice proWwtak jakoWw = 49,01 x d2 pro rovnici, která závisí pouze na průměru. Tato metoda hledání faktoru hmotnosti vody v librách na kubickou stopu na potrubí také umožňuje určit hodnoty pro jiné typy potrubí, takže můžete vytvářet rovnice, které mění pouze tento faktor (62.4) pro cokoli, co potřebujete k ponoření voda.
Raft z PVC
Mějte na paměti, jak je tomu u všech vztlakových sil, že síla, kterou voda nebo jakákoli kapalina působí na objekt, závisí na geometrii objektu a na tom, kolik je ve skutečnosti ponořeno do vody. Plovoucí dokovací plány mohou využít těchto rovnic k určení, který typ materiálu je nejlepší pro jejich stavbu.
Stavba vorového potrubí z PVC může využít vztlakové síly působící na PVC potrubí částečně ponořené ve vodě. Můžete si postavit svůj vlastní PVC trubkový vor s použitím základních materiálů z přibližně 84 "ze 6" plánu 40 PVC, stavební pěny, těsnícího materiálu a desek z překližky.