Saat Anda menyelam ke dalam kolam renang, kemungkinan besar tubuh Anda akan mengapung secara alami selama Anda terus berenang. Cara sesuatu seperti tubuh Anda di kolam naik ke permukaan sebagian bergantung pada gaya apung. Benda-benda di bawah air mengalami gaya ke atas ini, gaya apung. Anda dapat menerapkan ini pada diri Anda dan benda lain seperti pipa dan bahkan menggunakan prinsip-prinsip ini untuk membuat rakit.
Kalkulator Daya Apung
Gaya apung menentang suatu benda saat memasuki air dan, dalam arah ke atas ini, memungkinkan benda-benda seperti perahu dan pelampung mengapung. Gaya ini dihasilkan daritekanan hidrostatis, tekanan yang diberikan oleh fluida seperti air pada suatu benda ketika fluida dalam keadaan diam. Anda dapat menggunakan kalkulator daya apung atau persamaan untuk mengukurnya.
Anda dapat mengukur gaya apung sebagai hasil dari tekanan hidrostatik sebagai
F=rgV
untuk densitas fluidardalam satuan massa/volume (seperti kg/m3), percepatan gravitasig(9,8 m/s2) dan volume yang terendam airVuntuk menghitung gaya apung F.
Anda dapat menghitung gaya apung yang melawan gaya gravitasi sebagai massa air yang mengelilingi kubus dikalikan percepatankekuatan apung. Massa jenis air adalah 1.000 kg/m3, dan, karena kubus setengah tenggelam ke dalam air, gaya apung bekerja pada setengah volume kubus.
Ini berarti massa air di sekitar kubus adalah massa jenis dikali volume, atau 1.000 kg/m3 x 4,5 m3, yaitu 4.500 kg. Kalikan dengan 9,8 m/s2 memberi Anda 44.100 N gaya apung. Perlawanan gaya apung dan gaya gravitasi juga berarti bahwa suatu benda mengapung atau tenggelam tergantung pada apakah gaya apung lebih besar daripada gaya gravitasi atau tidak.
Daya apung dari Sealed PVC
Pipa polivinil klorida (PVC) adalah kandidat ideal untuk digunakan saat membangunpipa bawah air. Jika Anda mengetahui diameter pipa yang terendam penuh di bawah air, Anda dapat menghitung berat air yang dipindahkan per panjang pipa (Ww).
Gaya-per-panjang iniWwdiberikan oleh
Ww=\pi d^2\times\frac{62.4}{4}
untuk diameterddari pipa. Nilai 62,4 mewakili berat air dalam pound per kaki kubik pada pipa, pengukuran yang berguna untuk menentukan berat sebagai akibat dari panjang.
Menurunkan Daya Apung
Anda dapat memperoleh persamaan ini sebagai hasil dari penurunan gaya apung. Jika Anda mengetahui berat air dalam pound per kaki kubik pada pipa, Anda dapat menulis gaya yang diberikannya pada pipa dengan mengalikannya dengan volume pipa sebagai62,4 x Vatau62,4x r2huntuk radiusrdari dasar dan tinggi lingkaran pipahsebagai panjang pipa.
Anda dapat menulis ulang jari-jari sebagai setengah dari diameter, ataud/2, sehingga ungkapan ini menjadi(h/2)2hx 62.4ataud2 hx 62,4/4.Akhirnya, Anda dapat membagi ekspresi ini dengan panjang pipa h untuk mendapatkan ekspresi gaya-per-panjangWwsebagaid2 x62,4/4.
Anda dapat menulis versi persamaan yang disederhanakan untukWwsebagaiWw = 49,01 x d2 untuk persamaan yang hanya bergantung pada diameter. Metode mencari faktor berat air dalam pon per kaki kubik pada pipa juga memungkinkan Anda menentukan nilai untuk jenis pipa lain sehingga Anda dapat membuat persamaan yang hanya mengubah faktor ini (62,4) untuk apa pun yang Anda perlukan untuk tenggelam di bawah air.
Rakit Pipa PVC
Perlu diingat, seperti halnya dengan semua gaya apung, gaya yang diberikan air atau fluida apa pun pada suatu benda bergantung pada geometri benda dan seberapa banyak benda itu terendam air. Rencana dermaga apung dapat memanfaatkan persamaan ini untuk menentukan jenis bahan mana yang terbaik untuk membangunnya.
Membangun rakit pipa PVC dapat memanfaatkan gaya apung yang diberikan pada pipa PVC yang sebagian terendam air. Anda dapat membuat rakit pipa PVC Anda sendiri dengan menggunakan bahan dasar sekitar 84" dari 6" dari PVC jadwal 40, busa konstruksi, bahan dempul dan lembaran kayu lapis.