Conţinut
- Calculator de flotabilitate
- Flotabilitatea PVC-ului sigilat
- Derivarea flotabilității
- Pluta din țevi din PVC
Când vă aruncați într-o piscină, corpul dvs. va pluti, în mod natural, atât timp cât continuați să înotați. Modul în care corpul tău dintr-un bazin se ridică la suprafață depinde în parte de forța flotantă. Obiectele sub apă experimentează această forță ascendentă, o forță flotantă. Puteți aplica acest lucru pentru dvs. și pentru alte obiecte, cum ar fi conductele și chiar utilizați aceste principii pentru construirea plutelor.
Calculator de flotabilitate
Forța flotantă se opune unui obiect pe măsură ce intră în apă și, în această direcție în sus, permite să plutească obiecte precum bărcile și balizele. Această forță rezultă din presiune hidrostatica, presiunea pe care un fluid ca apa o exercită asupra unui obiect atunci când lichidul este în repaus. Puteți utiliza un calculator de flotabilitate sau ecuații pentru a-l măsura.
Puteți măsura forța flotantă ca urmare a presiunii hidrostatice F = rgV pentru densitatea fluidului r în unități de masă / volum (cum ar fi kg / m3), acceleratie gravitationala g (9,8 m / s2) și volumul scufundat în apă V pentru a calcula forța flotantă F _._
Puteți calcula forța flotantă care se opune forței gravitaționale ca masa apei care înconjoară cubul de câte ori accelerația forta flotanta. Densitatea apei este de 1.000 kg / m3și, deoarece cubul este scufundat pe jumătate în apă, forța flotantă acționează asupra jumătății volumului cuburilor.
Aceasta înseamnă că masa apei din jurul cubului este densitatea ori volumul, sau 1.000 kg / m3 x 4,5 m3, care este de 4.500 kg. Înmulțirea acestui lucru cu 9,8 m / s2 vă oferă 44.100 N de forță flotantă. Opoziția forței flotante și a forței gravitaționale înseamnă, de asemenea, că un obiect plutește sau se scufundă în funcție de faptul dacă forța flotantă depășește sau nu forța gravitațională.
Flotabilitatea PVC-ului sigilat
Țevile din clorură de polivinil (PVC) sunt un candidat ideal pentru utilizare la construcție conducte subacvatice. Dacă știți diametrul unei conducte care este complet scufundat sub apă, puteți calcula greutatea apei deplasate pe lungimea conductei (ww).
Această forță pe lungime ww este dat de Ww = πd2 x 62,4 / 4 pentru diametru d a conductei. Valoarea 62.4 reprezintă greutatea apei în kilograme pe metru cub pe țeavă, o măsurare utilă pentru determinarea greutății ca urmare a lungimii.
Derivarea flotabilității
Puteți obține această ecuație ca urmare a unei derivări a forței flotante. Dacă știți greutatea apei în kilograme pe metru cub pe țeavă, puteți scrie forța pe care o exercită pe țeavă înmulțind-o cu volumul conductei ca 62,4 x V sau 62,4 x πr2h pentru rază r a bazei circulare a conductelor și înălțime h ca lungimea conductei.
Puteți rescrie raza ca jumătate din diametru sau d / 2, astfel încât această expresie să devină π (d / 2)2h x 62,4 sau πd2 h x 62,4 / 4. În cele din urmă, puteți împărți această expresie în lungimea conductei h pentru a obține o expresie pentru forță pe lungime ww la fel de πd2 x 62,4 / 4.
Puteți scrie o versiune simplificată a ecuației pentru ww la fel de Lungime = 49,01 x d2 pentru o ecuație care depinde doar de diametru. Această metodă de a găsi un factor al greutății apei în kilograme pe kilogram pe o conductă vă permite, de asemenea, să determinați valori pentru alte tipuri de conducte, astfel încât să puteți crea ecuații care schimbă doar acest factor (62,4) pentru orice aveți nevoie să se scufunde sub apă.
Pluta din țevi din PVC
Rețineți, așa cum este cazul tuturor forțelor flotante, apa de forță sau orice fluid care exercită asupra unui obiect depinde de geometria obiectului și de cât de mult este cufundată în apă. Planurile de dig flotant pot profita de aceste ecuații pentru a determina ce tip de material este cel mai potrivit pentru construirea lor.
Construirea unei plute de conducte din PVC poate profita de forța flotantă exercitată pe conductele din PVC parțial scufundate în apă. Vă puteți construi propria plută din conducte din PVC folosind materiale de bază de aproximativ 84 "din 6" din calendarul 40 din PVC, spumă de construcție, material de cimentare și foi de placaj.