Ko se potopite v bazen, bo vaše telo verjetno lebdelo, dokler boste še naprej plavali. Način, kako se nekaj takega, kot se vaše telo v bazenu dvigne na površje, je deloma odvisno od vzgonske sile. Predmeti pod vodo doživljajo to silo navzgor, vzpenjajočo se silo. To lahko uporabite na sebi in drugih predmetih, kot so cevi, in celo uporabite ta načela za gradnjo splavov.
Kalkulator vzgona
Vzpenjajoča sila nasprotuje predmetu, ko vstopi v vodo in v tej smeri navzgor omogoča plavanje predmetov, kot so čolni in boje. Ta sila je posledicahidrostatični tlak, tlak, ki ga tekočina, kot je voda, izvaja na predmet, ko tekočina miruje. Za merjenje lahko uporabite kalkulator vzgona ali enačbe.
Plovečo silo lahko izmerite kot rezultat hidrostatskega tlaka kot
F = rgV
za gostoto tekočinerv enotah mase / prostornine (na primer kg / m3), gravitacijski pospešekg(9,8 m / s2) in prostornina, potopljena v vodoVza izračun vzgonske sile F.
Vzgonsko silo, ki nasprotuje gravitacijski sili, lahko izračunate kot maso vode, ki obdaja kocko, pomnoženo s pospeškom
To pomeni, da je masa vode okoli kocke gostota, pomnožena s prostornino, ali 1000 kg / m3 x 4,5 m3, kar je 4.500 kg. Pomnožimo to z 9,8 m / s2 vam daje 44.100 N vzgonske sile. Nasprotovanje vzgonske sile in gravitacijske sile pomeni tudi, da predmet lebdi ali tone, odvisno od tega, ali vzgonska sila odtehta gravitacijsko silo ali ne.
Vzgon zaprtega PVC
Cevi iz polivinilklorida (PVC) so idealen kandidat za uporabo pri gradnjipodvodni cevovodi. Če poznate premer cevi, ki je popolnoma potopljena pod vodo, lahko izračunate težo izpodrinjene vode na dolžino cevi (Ww).
Ta sila na dolžinoWwje podano z
Ww = \ pi d ^ 2 \ krat \ frac {62.4} {4}
za premerdcevi. Vrednost 62,4 predstavlja težo vode v kilogramih na kubični čevelj na cevi, kar je priročno merilo za določanje teže kot dolžine.
Izpeljava vzgona
To enačbo lahko dobite kot rezultat izpeljave vzgonske sile. Če poznate težo vode v kilogramih na kubični meter na cevi, lahko silo, ki jo deluje na cev, zapišete tako, da jo pomnožite s prostornino cevi kot62,4 x Vali62,4 x πr2hza polmerrkrožnega dna in višine cevihkot dolžina cevi.
Polmer lahko znova zapišete kot polovico premera, ozd / 2, tako da ta izraz postaneπ (d / 2)2vx 62,4aliπd2 v x 62,4 / 4.Na koncu lahko ta izraz delite z dolžino cevi h, da dobite izraz za silo na dolžinoWwkotπd2 x 62,4 / 4.
Za. Lahko napišete poenostavljeno različico enačbeWwkotWw = 49,01 x d2 za enačbo, ki je odvisna samo od premera. Ta metoda za določanje faktorja teže vode v kilogramih na kubični meter na cevi omogoča tudi določanje vrednosti za druge vrste cevi, tako da lahko ustvarite enačbe, ki spremenijo le ta faktor (62.4) za vse, kar potrebujete vode.
PVC cevni splav
Upoštevajte, da je sila sile ali tekočine, ki deluje na predmet, kot pri vseh vzgonskih silah, odvisna od geometrije predmeta in od tega, koliko je dejansko potopljeno v vodo. Načrti s plavajočimi doki lahko te enačbe izkoristijo za določitev, kateri tip materiala je najboljši za njihovo izdelavo.
Gradnja splava iz PVC cevi lahko izkoristi vzgonsko silo, ki deluje na PVC cevi, delno potopljene v vodi. Sami lahko izdelate svoj PVC cevni splav z uporabo osnovnih materialov s približno 84 "od 6" razporeda 40 PVC, gradbene pene, tesnilnega materiala in listov vezanega lesa.