Hvordan beregne oppdrift for et rør

Når du dykker ned i et svømmebasseng, vil kroppen din sannsynligvis flyte naturlig så lenge du fortsetter å svømme. Måten noe som kroppen din i et basseng stiger til overflaten, er delvis avhengig av den kraftige kraften. Objekter under vann opplever denne oppadgående kraften, en flytende kraft. Du kan bruke dette på deg selv og andre gjenstander som rør og til og med bruke disse prinsippene for å bygge flåter.

Den oppdrivende kraften motarbeider et objekt når det kommer inn i vannet, og i denne retning oppover lar objekter som båter og bøyer flyte. Denne kraften er resultatet avhydrostatisk trykk, trykket som en væske som vann utøver på en gjenstand når væsken er i ro. Du kan bruke en oppdriftskalkulator eller ligninger for å måle den.

Du kan måle den flytende kraften som et resultat av hydrostatisk trykk som

for væsketetthetenri enheter / masse / volum (for eksempel kg / m³), gravitasjonsakselerasjong(9,8 m / s²) og volum nedsenket i vannVå beregne flytkraft F.​

Du kan beregne den flytende kraften som motarbeider gravitasjonskraften, da massen av vannet som omgir kuben ganger akselerasjonen tilflytende kraft. Tettheten av vann er 1000 kg / m³, og fordi kuben er halvveis nedsenket i vann, virker den flytende kraften på halvparten av kubens volum.

Dette betyr at vannmassen rundt kuben er tettheten ganger volumet, eller 1000 kg / m³ x 4,5 m³, som er 4500 kg. Multipliser dette med 9,8 m / s² gir deg 44 100 N flytende kraft. Motstanden mellom flytende kraft og gravitasjonskraft betyr også at en gjenstand flyter eller synker, avhengig av om den flytende kraften oppveier tyngdekraften eller ikke.

Polyvinylklorid (PVC) rør er en ideell kandidat for bruk under byggingrørledninger under vann. Hvis du vet diameteren på et rør som er helt nedsenket under vann, kan du beregne vekten av vann som er forskjøvet per rørlengde (Ww​).

Denne kraft-per-lengdeWwer gitt av

for diameterdav røret. 62.4-verdien representerer vekten av vann i pund per kubikkfot på røret, en praktisk måling for å bestemme vekten som et resultat av lengden.

Du kan få denne ligningen som et resultat av en avledning av den kraftige kraften. Hvis du vet vekten av vann i pund per kubikkfot på røret, kan du skrive den kraften den utøver på røret ved å multiplisere det med rørets volum som62,4 x V.eller62,4 x​ ​πr²hfor radiusrav rørets sirkulære underlag og høydehsom rørets lengde.

Du kan omskrive radiusen som halvparten av diameteren, ellerd / 2, slik at dette uttrykket blirπ (d / 2)²hx 62.4ellerπd² h x 62,4 / 4.Til slutt kan du dele dette uttrykket med lengden på røret h for å få et uttrykk for kraft per lengdeWwsomπd² x 62,4 / 4.​

Du kan skrive en forenklet versjon av ligningen forWwsomWw = 49,01 x d​² for en ligning som bare avhenger av diameter. Denne metoden for å finne en faktor av vekten av vann i pund per kubikkfot på et rør lar deg også bestemme verdier for andre typer rør slik at du kan lage ligninger som bare endrer denne faktoren (62.4) for det du trenger å senke under vann.

Husk, som tilfellet er med alle flytende krefter, avhenger kraftvannet eller væske som utøves på et objekt av objektets geometri og hvor mye av det som faktisk er nedsenket i vann. Flytebryggeplaner kan dra nytte av disse ligningene for å bestemme hvilken type materiale som er best for å bygge dem.

Å bygge en PVC-rørflåte kan dra nytte av den kraftige kraften som utøves på PVC-rør delvis nedsenket i vann. Du kan bygge din egen PVC-rørflåte ved hjelp av basismaterialer på ca. 84 "av 6" av plan 40 PVC, konstruksjonsskum, fugemateriale og ark av kryssfiner.