パイプの浮力を計算する方法

あなたがプールに飛び込むとき、あなたが泳ぎ続ける限りあなたの体は自然に浮かぶでしょう。 プールにいるあなたの体のようなものが水面に浮かび上がる方法は、浮力に部分的に依存しています。 水中の物体は、この上向きの力、浮力を経験します。 これを自分自身やパイプなどの他のオブジェクトに適用したり、これらの原則を使用していかだを作成したりすることもできます。

浮力は、物体が水に入るときに物体に対抗し、この上向きの方向で、ボートやブイなどの物体を浮かせることができます。 この力は静水圧、流体が静止しているときに水のような流体が物体に及ぼす圧力。 浮力計算機または方程式を使用してそれを測定できます。

静水圧の結果としての浮力は、次のように測定できます。

流体密度についてr質量/体積の単位（kg / mなど）³）、重力加速度g（9.8 m / s²）および水に沈められたボリュームV浮力Fを計算する.​

重力に対抗する浮力は、立方体を取り巻く水の質量に加速度を掛けたものとして計算できます。ふりょく. 水の密度は1,000kg / mです³、そして、立方体が途中で水に沈んでいるので、浮力は立方体の体積の半分に作用します。

これは、立方体の周りの水の質量が密度に体積を掛けたもの、つまり1,000 kg / mであることを意味します。³ x 4.5 m³、4,500kgです。 これに9.8m / sを掛ける² 44,100Nの浮力を与えます。 浮力と重力の反対は、浮力が重力を上回っているかどうかに応じて、物体が浮いたり沈んだりすることも意味します。

ポリ塩化ビニル（PVC）パイプは、建築時に使用するのに理想的な候補です水中パイプライン. 完全に水中に沈んでいるパイプの直径がわかっている場合は、パイプの長さごとに押しのけられた水の重量を計算できます（うわぁ​).

この長さあたりの力うわぁによって与えられます

直径用dパイプの。 62.4の値は、パイプ上の1立方フィートあたりの水の重量を表します。これは、長さの結果としての重量を決定するための便利な測定値です。

この方程式は、浮力の導出の結果として得られます。 パイプ上の水の重量が1立方フィートあたりのポンドでわかっている場合は、パイプにかかる力にパイプの体積を掛けて、次のように書くことができます。62.4 x Vまたは62.4 x​ ​πr²h半径についてrパイプの円形ベースと高さのhパイプの長さとして。

半径を直径の半分として書き直すか、またはd / 2、この式がπ（d / 2）²hx 62.4またはπd² 高さx62.4 / 4。最後に、この式をパイプの長さhで割って、長さあたりの力の式を取得できます。うわぁなのでπd² x 62.4 / 4。​

方程式の簡略版を書くことができますうわぁなのでWw = 49.01 x d​² 直径のみに依存する方程式の場合。 パイプ上の水の重量の係数をポンド/立方フィートで見つけるこの方法では、次の値を決定することもできます。 他のタイプのパイプを使用すると、水没する必要があるものすべてに対してこの係数（62.4）のみを変更する方程式を作成できます。 水。

すべての浮力の場合と同様に、水または流体がオブジェクトに及ぼす力は、オブジェクトの形状と実際に水に沈む量によって異なることに注意してください。 フローティングドックプランは、これらの方程式を利用して、それらを構築するのに最適な材料のタイプを決定できます。

PVCパイプいかだを構築すると、部分的に水に沈められたPVCパイプにかかる浮力を利用できます。 スケジュール40のPVCの6 "の約84"のベース材料、建設用フォーム、コーキング材料、および合板のシートを使用して、独自のPVCパイプいかだを構築できます。