Når du dykker ned i en swimmingpool, vil din krop sandsynligvis naturligt flyde så længe du fortsætter med at svømme. Den måde, hvorpå noget som din krop i en pool stiger til overfladen, er delvis afhængig af den kraftige kraft. Objekter under vand oplever denne opadgående kraft, en flydende kraft. Du kan anvende dette på dig selv og andre objekter som rør og endda bruge disse principper til at bygge flåder.
Opdriftsberegner
Den kraftige styrke modsætter sig en genstand, når den kommer ind i vandet, og i denne opadgående retning tillader genstande som både og bøjer at flyde. Denne kraft er resultatet afhydrostatisk tryk, det tryk, som en væske som vand udøver på en genstand, når væsken er i ro. Du kan bruge en opdriftsregner eller ligninger til at måle den.
Du kan måle den flydende kraft som resultat af hydrostatisk tryk som
F = rgV
til væsketæthedenri enheder / masse / volumen (såsom kg / m3), tyngdeaccelerationg(9,8 m / s2) og volumen nedsænket i vandVat beregne opdriftskraft F.
Du kan beregne den flydende kraft, der modsætter tyngdekraften, da massen af vandet, der omgiver terningen, gange accelerationen af
Dette betyder, at massen af vand omkring terningen er densiteten gange volumen eller 1.000 kg / m3 x 4,5 m3, hvilket er 4.500 kg. Multiplicerer dette med 9,8 m / s2 giver dig 44.100 N kraftig kraft. Modstanden mellem opdriftskraft og tyngdekraft betyder også, at en genstand flyder eller synker afhængigt af om den flydende kraft opvejer tyngdekraften eller ej.
Opdrift af forseglet PVC
Polyvinylchloridrør (PVC) er en ideel kandidat til brug ved bygningundervandsrørledninger. Hvis du kender diameteren på et rør, der er helt nedsænket under vandet, kan du beregne vægten af vand forskudt pr. Rørlængde (Ww).
Denne kraft pr. LængdeWwer givet af
Ww = \ pi d ^ 2 \ gange \ frac {62.4} {4}
for diameterdaf røret. 62,4-værdien repræsenterer vægten af vand i pund pr. Kubikfod på røret, en praktisk måling til bestemmelse af vægten som et resultat af længden.
Henter opdrift
Du kan opnå denne ligning som et resultat af en afledning af den kraftige kraft. Hvis du kender vægten af vand i pund pr. Kubikfod på røret, kan du skrive den kraft, det udøver på røret ved at gange det med rørets volumen som62,4 x Veller62,4 x πr2htil radiusraf rørets cirkulære bund og højdehsom rørets længde.
Du kan omskrive radius som halvdelen af diameteren, ellerd / 2, så dette udtryk bliverπ (d / 2)2hx 62.4ellerπd2 h x 62,4 / 4.Endelig kan du dele dette udtryk med længden af røret h for at få et udtryk for kraft pr. LængdeWwsomπd2 x 62,4 / 4.
Du kan skrive en forenklet version af ligningen tilWwsomWw = 49,01 x d2 for en ligning, der kun afhænger af diameteren. Denne metode til at finde en faktor af vægten af vand i pund pr. Kubikfod på et rør giver dig også mulighed for at bestemme værdier for andre typer rør, så du kan oprette ligninger, der kun ændrer denne faktor (62.4) for det, du har brug for at nedsænke under vand.
PVC-rørflåde
Husk, som det er tilfældet med alle opdriftskræfter, afhænger kraftvandet eller enhver væske, der udøves på et objekt, af objektets geometri, og hvor meget af det der faktisk er nedsænket i vand. Flydende dokplaner kan drage fordel af disse ligninger til at bestemme, hvilken type materiale der er bedst til at bygge dem.
Opbygning af en PVC-rørflåde kan drage fordel af den kraftige kraft, der udøves på PVC-rør delvist nedsænket i vand. Du kan bygge din egen PVC-rørflåde ved hjælp af basismaterialer på ca. 84 "af 6" ifølge skema 40 PVC, konstruktionsskum, fugemateriale og ark af krydsfiner.