Περιεχόμενο
Όταν βουτάς σε μια πισίνα, το σώμα σου πιθανό να επιπλέει όσο κολυμπάς. Ο τρόπος που κάτι σαν το σώμα σας σε μια πισίνα ανεβαίνει στην επιφάνεια εξαρτάται εν μέρει από τη φουσκωτή δύναμη. Αντικείμενα υποβρύχια εμπειρία αυτή την ανοδική δύναμη, μια ισχυρή δύναμη. Μπορείτε να το εφαρμόσετε στον εαυτό σας και σε άλλα αντικείμενα όπως σωλήνες και ακόμη και να χρησιμοποιήσετε αυτές τις αρχές για την κατασκευή σχεδίων.
Υπολογιστής πλευστότητας
Η φουσκωτή δύναμη αντιτίθεται σε ένα αντικείμενο καθώς εισέρχεται στο νερό και, προς αυτή την ανοδική κατεύθυνση, επιτρέπει την πλεύση αντικειμένων όπως βάρκες και σημαδούρες. Αυτή η δύναμη προκύπτει από το υδροστατική πίεση, η πίεση που ασκεί ένα υγρό όπως το νερό σε ένα αντικείμενο όταν το ρευστό είναι σε ηρεμία. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια αριθμομηχανή πλευστότητας ή εξισώσεις για να τη μετρήσετε.
Μπορείτε να μετρήσετε την επιπλέουσα δύναμη ως αποτέλεσμα της υδροστατικής πίεσης ως F = rgV για την πυκνότητα του ρευστού r σε μονάδες μάζας / όγκου (όπως kg / m3), βαρυτική επιτάχυνση σολ (9,8 m / s2) και ο όγκος βυθίζεται στο νερό V για τον υπολογισμό της δυνάμεως πλεύσης F_._
Μπορείτε να υπολογίσετε την ισχυρή δύναμη που αντιτίθεται στη βαρυτική δύναμη ως τη μάζα του νερού που περιβάλλει τον κύβο για την επιτάχυνση του δυναμική δύναμη. Η πυκνότητα του νερού είναι 1.000 kg / m3, και επειδή ο κύβος βυθίζεται στο νερό κατά το ήμισυ, η δύναμη πλεύσης δρα στο μισό όγκο των κύβων.
Αυτό σημαίνει ότι η μάζα του νερού γύρω από τον κύβο είναι η πυκνότητα του όγκου ή τα 1.000 kg / m3 x 4,5 m3, το οποίο είναι 4.500 kg. Αυτό πολλαπλασιάζεται κατά 9,8 m / s2 σας δίνει 44,100 N δυναμική δύναμη. Η αντίθεση της ισχυρής δύναμης και της βαρυτικής δύναμης σημαίνει επίσης ότι ένα αντικείμενο επιπλέει ή καταβυθίζεται ανάλογα με το αν η δύναμη πλεύσης υπερβαίνει τη βαρυτική δύναμη ή όχι.
Πλεονεκτήματα του σφραγισμένου PVC
Οι σωλήνες από πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) είναι ιδανικοί υποψήφιοι για χρήση κατά την κατασκευή υποβρύχιους αγωγούς. Εάν γνωρίζετε τη διάμετρο ενός σωλήνα που είναι πλήρως βυθισμένος κάτω από το νερό, μπορείτε να υπολογίσετε το βάρος του νερού που μετατοπίζεται ανά μήκος σωλήνα (Ww).
Αυτή η δύναμη-ανά-μήκος Ww δίνεται από Ww = πd2 x 62,4 / 4 για τη διάμετρο ρε του σωλήνα. Η τιμή 62,4 αντιπροσωπεύει το βάρος του νερού σε κιλά ανά κυβικό πόδι στον σωλήνα, μια εύχρηστη μέτρηση για τον προσδιορισμό του βάρους ως αποτέλεσμα του μήκους.
Παραγωγική άνωση
Μπορείτε να αποκτήσετε αυτή την εξίσωση ως αποτέλεσμα της προέλευσης της δύναμης πλεύσης. Αν γνωρίζετε το βάρος του νερού σε λίβρες ανά κυβικό πόδι στον σωλήνα, μπορείτε να γράψετε τη δύναμη που ασκεί στο σωλήνα πολλαπλασιάζοντάς τον με την ένταση του σωλήνα όπως 62,4 x V ή 62,4 χ πρ2h για την ακτίνα r της κυκλικής βάσης και του ύψους των σωλήνων h ως το μήκος του σωλήνα.
Μπορείτε να ξαναγράψετε την ακτίνα ως το ήμισυ της διαμέτρου, ή d / 2, έτσι ώστε αυτή η έκφραση να γίνει π (d / 2)2h x 62,4 ή πδ2 h χ 62,4 / 4. Τέλος, μπορείτε να διαιρέσετε αυτή την έκφραση από το μήκος του σωλήνα h για να πάρετε μια έκφραση για δύναμη-ανά-μήκος Ww όπως και πδ2 x 62,4 / 4.
Μπορείτε να γράψετε μια απλοποιημένη έκδοση της εξίσωσης για Ww όπως και Ww = 49,01 x d2 για μια εξίσωση που εξαρτάται μόνο από τη διάμετρο. Αυτή η μέθοδος εύρεσης ενός συντελεστή του βάρους του νερού σε λίβρες ανά κυβικό πόδι σε έναν σωλήνα σας επιτρέπει επίσης να καθορίσετε τιμές για άλλους τύπους σωλήνων έτσι ώστε να δημιουργήσετε εξισώσεις που αλλάζουν μόνο αυτόν τον παράγοντα (62.4) για ό, τι χρειάζεστε να βυθιστεί κάτω από το νερό.
Ράφια από PVC
Λάβετε υπόψη, όπως συμβαίνει με όλες τις δυνάμεις πλεύσης, ότι το νερό δύναμης ή οποιοδήποτε υγρό ασκεί σε ένα αντικείμενο εξαρτάται από τη γεωμετρία του αντικειμένου και πόσο από αυτό είναι στην πραγματικότητα βυθισμένο στο νερό. Τα σχέδια πλωτών αποβάθρων μπορούν να επωφεληθούν από αυτές τις εξισώσεις για να καθορίσουν ποιο είδος υλικού είναι καλύτερο για την κατασκευή τους.
Η κατασκευή ενός σωλήνα από PVC μπορεί να επωφεληθεί από την ισχυρή δύναμη που ασκείται στους σωλήνες PVC εν μέρει βυθισμένους στο νερό. Μπορείτε να κατασκευάσετε τη δική σας σωλήνα από PVC χρησιμοποιώντας υλικά βάσης περίπου 84 "από 6" του χρονοδιαγράμματος 40 PVC, αφρώδες υλικό κατασκευής, υλικό στεγανοποίησης και φύλλα κόντρα πλακέ.