เมื่อคุณดำดิ่งลงไปในสระว่ายน้ำ ร่างกายของคุณจะลอยตามธรรมชาติตราบใดที่คุณว่ายน้ำต่อไป วิธีที่ร่างกายในสระลอยขึ้นสู่ผิวน้ำนั้นส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับแรงลอยตัว วัตถุใต้น้ำประสบกับแรงลอยตัวซึ่งเป็นแรงลอยตัว คุณสามารถใช้สิ่งนี้กับตัวคุณเองและวัตถุอื่น ๆ เช่นท่อและแม้แต่ใช้หลักการเหล่านี้ในการสร้างแพ
เครื่องคิดเลขลอยตัว
แรงลอยตัวต่อต้านวัตถุเมื่อเข้าสู่น้ำ และในทิศทางที่สูงขึ้นนี้ ยอมให้วัตถุอย่างเช่น เรือและทุ่นลอยได้ แรงนี้เป็นผลมาจากแรงดันน้ำคือ ความดันที่ของเหลวเช่นน้ำกระทำต่อวัตถุเมื่อของเหลวหยุดนิ่ง คุณสามารถใช้เครื่องคำนวณการลอยตัวหรือสมการเพื่อวัดค่าได้
คุณสามารถวัดแรงลอยตัวอันเป็นผลมาจากแรงดันอุทกสถิตเป็น
F=rgV
สำหรับความหนาแน่นของของเหลวrในหน่วยของมวล/ปริมาตร (เช่น kg/m3) ความเร่งโน้มถ่วงg(9.8 ม./วินาที2) และปริมาตรที่จมอยู่ในน้ำวีคำนวณแรงลอยตัว F.
คุณสามารถคำนวณแรงลอยตัวที่ตรงข้ามแรงโน้มถ่วงเป็นมวลของน้ำที่ล้อมรอบลูกบาศก์คูณความเร่งของแรงลอยตัว. ความหนาแน่นของน้ำ 1,000 กก./ลบ.ม3และเนื่องจากลูกบาศก์จมอยู่ในน้ำครึ่งหนึ่ง แรงลอยตัวกระทำกับปริมาตรของลูกบาศก์ครึ่งหนึ่ง
ซึ่งหมายความว่ามวลของน้ำรอบลูกบาศก์คือความหนาแน่นคูณปริมาตรหรือ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
การลอยตัวของ PVC ที่ปิดสนิท
ท่อโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับใช้ในการสร้างท่อส่งใต้น้ำ. หากคุณทราบเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่จมอยู่ใต้น้ำจนสุด คุณสามารถคำนวณน้ำหนักของน้ำที่แทนที่ตามความยาวของท่อได้ (WW).
แรงต่อความยาวนี้WWมอบให้โดย
Ww=\pi d^2\times\frac{62.4}{4}
สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางdของท่อ ค่า 62.4 หมายถึงน้ำหนักของน้ำในหน่วยปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุตบนท่อ ซึ่งเป็นการวัดที่สะดวกสำหรับการพิจารณาน้ำหนักอันเป็นผลมาจากความยาว
การลอยตัว
คุณสามารถได้สมการนี้จากการกำเนิดของแรงลอยตัว หากคุณทราบน้ำหนักของน้ำในท่อเป็นปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต คุณสามารถเขียนแรงที่กระทำบนท่อได้โดยการคูณมันด้วยปริมาตรของท่อเป็น62.4 x Vหรือ62.4 x พายอาร์2ห่าสำหรับรัศมีrของฐานกลมและความสูงของท่อห่าตามความยาวของท่อ
คุณสามารถเขียนรัศมีใหม่เป็นครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางหรือd/2, เพื่อให้นิพจน์นี้กลายเป็นพาย(d/2)2hx 62.4หรือπ2 ส x 62.4/4.สุดท้าย คุณสามารถแบ่งนิพจน์นี้ด้วยความยาวของไพพ์ h เพื่อให้ได้นิพจน์สำหรับแรงต่อความยาวWWเช่นπ2 x 62.4/4.
คุณสามารถเขียนสมการแบบง่ายสำหรับWWเช่นWw = 49.01 x วัน2 สำหรับสมการที่ขึ้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางเท่านั้น วิธีการหาตัวประกอบของน้ำหนักของน้ำในท่อเป็นปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุต ยังช่วยให้คุณกำหนดค่าสำหรับ ท่อประเภทอื่น ๆ เพื่อให้คุณสามารถสร้างสมการที่เปลี่ยนเฉพาะปัจจัยนี้ (62.4) สำหรับสิ่งที่คุณต้องจมอยู่ใต้ น้ำ.
แพท่อพีวีซี
โปรดจำไว้ว่า เช่นเดียวกับกรณีของแรงลอยตัว แรงที่น้ำหรือของไหลใดๆ กระทำต่อวัตถุนั้นขึ้นอยู่กับรูปทรงของวัตถุและปริมาณของแรงที่ลอยอยู่ในน้ำ แผนผังท่าเรือลอยน้ำสามารถใช้ประโยชน์จากสมการเหล่านี้ในการพิจารณาว่าวัสดุประเภทใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้าง
การสร้างแพท่อพีวีซีสามารถใช้ประโยชน์จากแรงลอยตัวที่กระทำกับท่อพีวีซีที่จมอยู่ใต้น้ำบางส่วน คุณสามารถสร้างแพท่อพีวีซีของคุณเองได้โดยใช้วัสดุฐานประมาณ 84" จาก 6" ของ PVC ตาราง 40, โฟมก่อสร้าง, วัสดุที่ใช้อุดรอยรั่ว และแผ่นไม้อัด