Keď sa ponoríte do bazéna, vaše telo bude pravdepodobne prirodzene plávať, pokiaľ budete stále plávať. Spôsob, akým niečo ako vaše telo v bazéne stúpa na povrch, je čiastočne závislé od vztlakovej sily. Objekty pod vodou zažívajú túto vzostupnú silu, plávajúcu silu. Môžete to použiť na seba a iné objekty, ako sú rúry, a dokonca tieto princípy použiť aj pri stavbe pltí.
Kalkulačka vztlaku
Plávajúca sila stojí pri vstupe do vody proti predmetu a týmto smerom nahor umožňuje plávať objektom, ako sú člny a bóje. Táto sila vyplýva zhydrostatický tlak, tlak, ktorým tekutina ako voda vyvíja na predmet, keď je tekutina v pokoji. Na meranie môžete použiť vztlakovú kalkulačku alebo rovnice.
Vztlakovú silu môžete merať ako výsledok hydrostatického tlaku ako
F = rgV
pre hustotu kvapalinyrv jednotkách hmotnosť / objem (napríklad kg / m3), gravitačné zrýchlenieg(9,8 m / s2) a objem ponorený do vodyV.na výpočet vztlakovej sily F.
Môžete vypočítať vztlakovú silu, ktorá je proti gravitačnej sile, ako hmotnosť vody, ktorá obklopuje kocku, krát zrýchlenie
vztlaková sila. Hustota vody je 1 000 kg / m3, a pretože kocka je z polovice ponorená do vody, vztlaková sila pôsobí na polovicu objemu kocky.To znamená, že hmotnosť vody okolo kocky je hustota krát objem alebo 1 000 kg / m3 x 4,5 m3, čo je 4 500 kg. Vynásobte to o 9,8 m / s2 vám dáva 44 100 N vztlakovej sily. Protiklad vztlakovej sily a gravitačnej sily tiež znamená, že predmet pláva alebo sa potápa v závislosti od toho, či vztlaková sila prevažuje nad gravitačnou silou alebo nie.
Vztlak uzavretého PVC
Rúry z polyvinylchloridu (PVC) sú ideálnym kandidátom na použitie pri stavbepodvodné potrubia. Ak poznáte priemer potrubia, ktoré je úplne ponorené pod vodou, môžete vypočítať hmotnosť vody vytlačenej na dĺžku potrubia (Ww).
Táto sila na dĺžkuWwje daný
Ww = \ pi d ^ 2 \ krát \ frac {62.4} {4}
pre priemerdpotrubia. Hodnota 62,4 predstavuje hmotnosť vody v librách na kubickú stopu na potrubí, čo je praktické meranie na určenie hmotnosti ako výsledku dĺžky.
Odvodzovanie vztlaku
Túto rovnicu môžete získať odvodením vztlakovej sily. Ak poznáte váhu vody v librách na kubickú stopu po potrubí, môžete napísať silu, ktorou pôsobí na potrubie, vynásobením objemom potrubia ako62,4 x Valebo62,4 x πr2hpre polomerrkruhovej základne a výšky potrubiahako dĺžka potrubia.
Polomer môžete prepísať na polovicu priemeru, prípd / 2, aby sa tento výraz stalπ (d / 2)2vx 62,4aleboπd2 v x 62,4 / 4.Nakoniec môžete tento výraz vydeliť dĺžkou potrubia h, aby ste získali výraz pre silu na dĺžkuWwakoπd2 x 62,4 / 4.
Môžete napísať zjednodušenú verziu rovnice preWwakoWw = 49,01 x d2 pre rovnicu, ktorá závisí iba od priemeru. Táto metóda hľadania faktora hmotnosti vody v librách na kubickú stopu na potrubí vám tiež umožňuje určiť hodnoty pre iné typy rúrok, aby ste mohli vytvárať rovnice, ktoré iba zmenia tento faktor (62.4) na čokoľvek, čo potrebujete na ponorenie pod voda.
Raft z PVC
Majte na pamäti, ako to býva pri všetkých vztlakových silách, že sila, ktorú voda alebo akákoľvek tekutina na objekt pôsobí, závisí od geometrie predmetu a od toho, koľko je skutočne vo vode ponorené. Plány plávajúcich dokov môžu využiť tieto rovnice na určenie, ktorý typ materiálu je najlepší na ich zostavenie.
Stavba voru z PVC rúr môže využiť výhodu vztlakovej sily vyvíjanej na rúrky z PVC čiastočne ponorené vo vode. Môžete si vytvoriť svoj vlastný PVC potrubný vor pomocou základných materiálov asi 84 "zo 6" plánu 40 PVC, stavebnej peny, tesniaceho materiálu a listov preglejky.
