כאשר אתה צולל לבריכת שחייה, סביר להניח שגופך יצוף באופן טבעי כל עוד אתה ממשיך לשחות. האופן שבו משהו כמו גופך בבריכה עולה לפני השטח תלוי בחלקו בכוח הצף. עצמים מתחת למים חווים את הכוח העולה הזה, כוח צף. אתה יכול ליישם זאת על עצמך ועל חפצים אחרים כמו צינורות ואף להשתמש בעקרונות אלה לבניית רפסודות.
מחשבון ציפה
הכוח המצוף מתנגד לאובייקט כשהוא נכנס למים ובכיוון זה מעלה מאפשר לחפצים כמו סירות ומצופים לצוף. כוח זה נובע מה-לחץ הידרוסטטי, הלחץ שמפעיל נוזל כמו מים על עצם כאשר הנוזל נמצא במנוחה. אתה יכול להשתמש במחשבון ציפה או במשוואות כדי למדוד אותו.
אתה יכול למדוד את הכוח הצף כתוצאה מלחץ הידרוסטטי כ-
F = rgV
לצפיפות הנוזליםרביחידות מסה / נפח (כגון ק"ג / מ '3), תאוצה כבידתיתז(9.8 מ 'לשנייה)2) ונפח שקוע במיםולחישוב כוח ציפה F.
אתה יכול לחשב את הכוח הצף המתנגד לכוח הכבידה כמסת המים שמקיפה את הקוביה כפול התאוצה שלכוח צף. צפיפות המים היא 1,000 ק"ג / מ '3ומכיוון שהקוביה שקועה באמצע מים, הכוח הצף פועל על מחצית מנפח הקוביה.
משמעות הדבר היא שמסת המים סביב הקוביה היא הצפיפות כפול הנפח, או 1,000 ק"ג / מ"ר3 x 4.5 מ '
3, שהם 4,500 ק"ג. הכפלת זה ב -9.8 מ 'לשנייה2 נותן לך 44,100 N של כוח צף. ההתנגדות של כוח ציפה וכוח כוח משיכה פירושה גם שאובייקט צף או שוקע תלוי אם הכוח הצף עולה על כוח הכבידה או לא.ציפה של PVC אטום
צינורות פוליוויניל כלוריד (PVC) הם מועמד אידיאלי לשימוש בבנייהצינורות מתחת למים. אם אתה יודע מה קוטר הצינור שקוע לחלוטין מתחת למים, אתה יכול לחשב את משקל המים העקורים לאורך הצינור (וו).
כוח-לכל-אורך זהווניתן ע"י
Ww = \ pi d ^ 2 \ times \ frac {62.4} {4}
לקוטרדשל הצינור. הערך 62.4 מייצג את משקל המים בקילומטר רגל מעוקב על הצינור, מדידה שימושית לקביעת המשקל כתוצאה מאורך.
נגזרת ציפה
ניתן להשיג משוואה זו כתוצאה מגזירה של הכוח הצף. אם אתה יודע את משקל המים בקילומטר רגל מעוקב על הצינור, אתה יכול לכתוב את הכוח שהוא מפעיל על הצינור על ידי הכפלתו בנפח הצינור כ62.4 x רוחבאוֹ62.4 x πr2חלרדיוסרשל הבסיס והגובה העגולים של הצינורחכאורך הצינור.
אתה יכול לכתוב מחדש את הרדיוס כמחצית הקוטר, אוd / 2, כך שהביטוי הזה הופך להיותπ (d / 2)2hx 62.4אוֹπd2 h x 62.4 / 4.לבסוף, תוכלו לחלק ביטוי זה לאורך הצינור h כדי לקבל ביטוי לכוח לכל אורךווכפי שπd2 x 62.4 / 4.
אתה יכול לכתוב גרסה פשוטה של המשוואה עבורווכפי שWw = 49.01 x d2 למשוואה שתלויה רק בקוטר. שיטה זו למציאת גורם במשקל המים בקילומטר-רגל מעוקב על צינור מאפשרת לך גם לקבוע ערכים עבור סוגים אחרים של צינורות, כך שתוכל ליצור משוואות שמשנות רק את הגורם הזה (62.4) לכל מה שאתה צריך כדי לשקוע תחת מים.
רפסודת צינור PVC
זכור, כפי שקורה בכל הכוחות הצפים, מי הכוח או כל נוזל המופעל על אובייקט תלוי בגיאומטריה של האובייקט וכמה ממנו שקוע בפועל במים. תוכניות מזח צפות יכולות לנצל את המשוואות הללו כדי לקבוע איזה סוג חומר מתאים ביותר לבניין.
בניית רפסודת צינורות PVC יכולה לנצל את הכוח הצף המופעל על צינורות PVC שקועים בחלקם במים. אתה יכול לבנות רפסודת צינורות PVC משלך באמצעות חומרי בסיס של כ- 84 "מתוך 6" לפי לוח זמנים 40 PVC, קצף בנייה, חומר איטום ויריעות דיקט.