Archief - Fysica vraagje (valsnelheid in water)

Gonzo the Great · 26 nov 2010

breezz zei:
vergeet vooral de vraag niet uit het oog

Hydrodynamica - Wiki

Quote (1e zin):
Wrijvingsweerstand RF ontstaat door het langs de scheepshuid stromende water. Door de viscositeit blijven waterdeeltjes aan de huid 'plakken';
End quote

Het is niet omdat in de formules pas de dynamische wrijving met het volgende laagje vloeistof in rekening wordt gebracht, dat er geen statische wrijving met een vloeistof zou zijn.

breezz · 26 nov 2010

Miechels zei:
Hydrodynamica - Wiki

Quote (1e zin):
Wrijvingsweerstand RF ontstaat door het langs de scheepshuid stromende water. Door de viscositeit blijven waterdeeltjes aan de huid 'plakken';
End quote

Het is niet omdat in de formules pas de dynamische wrijving met het volgende laagje vloeistof in rekening wordt gebracht, dat er geen statische wrijving met een vloeistof zou zijn.

je hebt je vergist van persoon denk ik, hoop ik

Gonzo the Great · 26 nov 2010

breezz zei:
je hebt je vergist van persoon denk ik, hoop ik

Bwa, is ni persoonlijk hier zenne.

mac-bc · 26 nov 2010

Miechels zei:
Soortelijke dichtheid moet hoger zijn om te zinken

Uiteraard. Typfout van mijnentwege.

Miechels zei:
+ als het voorwerp tot stilstand komt door de plons moet eerst de statische wrijving overwonnen worden, dan de dynamische, en dan pas zal het beginnen zinken.

Ik heb nergens de plons beschreven, enkel het gedrag eens het voorwerp in het water zit. Mooie aanvulling.

Miechels zei:
"de loodrechte oppervlakte t.o.v. de valbeweging"? Uw voorwerp is helemaal omgeven door uw medium. Viskeuze wrijving dus, heeft het Reynoldsgetal ook mee te maken.

Waar komt die voor in de vergelijking?

Je kunt daar natuurlijk heel ver in gaan maar ik denk niet dat de TS vraagt om een cursus fluïdummechanica, maar eerder om de basic principes.

Miechels zei:
De dt fout zullen we zo laten.

Waar dan?

Gonzo the Great · 27 nov 2010

mac-bc zei:
Waar komt die voor in de vergelijking?

komt er niet in voor, dat getal bepaalt welke formule je gebruikt.

Citaat Wiki:
"Wanneer een voorwerp beweegt in een vloeistof of gas, dan ondervindt het een tegenwerkende kracht die bij lage snelheid evenredig is met de snelheid en bij hogere snelheden evenredig met het kwadraat van de snelheid. Een steen die met een kleine beginsnelheid in het water valt, is een voorbeeld van het eerste geval, maar de beweging van een tennisbal valt onder de tweede wet. Wat in deze context als hoge of lage snelheid moet worden beschouwd, wordt bepaald door het Reynoldsgetal."

Dus zeggen dat het altijd kwadratisch is, was niet volledig, zeker niet als de TS ook de vraag stelt of het verschil geeft of de vastgebonden steen zich al in het water bevindt bij de sprong.

En de overgang van het ene medium naar het andere is nog een ander paar mouwen:
Splashing stone
Plons waterjet

Gonzo the Great · 27 nov 2010

breezz zei:
- hij een zwaar voorwerp aan zich zou binden, en dit voorwerp zich al in het water zou bevinden alvorens de sprong

Omdat de viscositeit van water al 50 keer groter is dan die van lucht, verwacht ik toch dat dat anker minstens een ton moet wegen om kans te maken om sneller te zinken dan een gemiddeld persoon valt.

Rider · 27 nov 2010

In de lucht is de invloed van wrijving verwaarloosbaar. In een vloeistof echter niet.
Iets zinnig concluderen over die valsnelheid vereist redelijk harde fysica; en is wellicht gewoonweg onmogelijk omdat er zodanig veel factoren meespelen:
Viscositeit van de vloeistof, massa & volume van het zinkende object; orientatie van het zinkende object.

Ge moet wellicht zelfs bepalen wat voor "flowregime" er rond uw object ontstaat tijdens het zinken (laminair / turbulent) voor te weten wat uw wrijwingsverliezen zijn. hiervoor hebt ge oa dat reynoldsgetal nodig en da's monsterfysica.

Een anker zou nog wel eens serieus snel kunnen vallen. De massadichtheid van een massief stalen anker is veel hoger dan water; en door die hoge massadichtheid gaat de factor van archimedeskracht zeer klein zijn tov de resulterende kracht die het anker doet zinken. Spankracht in de ketting tijdens het vallen zal wellicht de val van het anker meer vertragen dan visceuze wrijving en archimedeswerking gecombineerd.

Fighting Hobbit · 27 nov 2010

spliffrider zei:
Ge moet wellicht zelfs bepalen wat voor "flowregime" er rond uw object ontstaat tijdens het zinken (laminair / turbulent) voor te weten wat uw wrijwingsverliezen zijn. hiervoor hebt ge oa dat reynoldsgetal nodig en da's monsterfysica.

Het is nu niet van het gemakkelijkste, maar monsterfysica is wel wat overdreven...

mac-bc · 27 nov 2010

Miechels zei:
komt er niet in voor, dat getal bepaalt welke formule je gebruikt.

Citaat Wiki:
"Wanneer een voorwerp beweegt in een vloeistof of gas, dan ondervindt het een tegenwerkende kracht die bij lage snelheid evenredig is met de snelheid en bij hogere snelheden evenredig met het kwadraat van de snelheid. Een steen die met een kleine beginsnelheid in het water valt, is een voorbeeld van het eerste geval, maar de beweging van een tennisbal valt onder de tweede wet. Wat in deze context als hoge of lage snelheid moet worden beschouwd, wordt bepaald door het Reynoldsgetal."

Dus zeggen dat het altijd kwadratisch is, was niet volledig, zeker niet als de TS ook de vraag stelt of het verschil geeft of de vastgebonden steen zich al in het water bevindt bij de sprong.

En de overgang van het ene medium naar het andere is nog een ander paar mouwen:
Splashing stone
Plons waterjet

Als je het wil bekijken op het niveau van fluïdummechanica, akkoord maar ik had geen zin om die cursus terug boven te halen.

Kunnen inschatten op welk niveau de vraagsteller zijn vraag stelt is ook een gave. En volgens mij lag dat niveau lager dan het bepalen van turbulente of laminaire stroming om vervolgens alle wrijvingsverliezen in kaart te brengen om op die manier een uitspraak te doen over het zinkend voorwerp. TS, correct me if i'm wrong.

Gonzo the Great · 27 nov 2010

mac-bc zei:
Kunnen inschatten op welk niveau de vraagsteller zijn vraag stelt is ook een gave. En volgens mij lag dat niveau lager dan het bepalen van turbulente of laminaire stroming om vervolgens alle wrijvingsverliezen in kaart te brengen om op die manier een uitspraak te doen over het zinkend voorwerp. TS, correct me if i'm wrong.

Bwa, het speelt toch he, ook omdat in water de overgang naar turbulentie bij een veel lagere snelheid zal gebeuren, zou het misschien zelfs kunnen dat bij een bepaald gewicht en vorm van een anker (enkele tonnen schat ik) eerst het anker sneller is (beiden laminair), dan de mens (anker al een tijdje turbulent, mens nog laminair), en dan terug het anker (mens ook al een tijdje turbulent). Bij een diepte van enkele meters met allebei beginsnelheid nul gebeurt dat ook niet natuurlijk...

Dat de TS nu weet dat een op het eerste zicht simpel probleem in de fysica niet altijd zo simpel is tenzij je zwaar vereenvoudigt, is ook wel een plus.

Nog een plus is dat ik gisteren op wiki bijgeleerd heb dat in fluida de statische wrijving er wel is, maar niet echt dient overwonnen te worden als het om lage viscositeit gaat: de vloeistof errond beweegt gewoon makkelijker, dus het geeft niet dat er een laagje statisch aan het voorwerp blijft plakken. Mijn eerste opmerking was dan ook wat onterecht, waarvoor excuus. Maar ik blijf op mijn hoede voor het vergeten van de (vaak grotere) statische wrijving bij de droge mechanica!

mac-bc · 27 nov 2010

Miechels zei:
Bwa, het speelt toch he, ook omdat in water de overgang naar turbulentie bij een veel lagere snelheid zal gebeuren, zou het misschien zelfs kunnen dat bij een bepaald gewicht en vorm van een anker (enkele tonnen schat ik) eerst het anker sneller is (beiden laminair), dan de mens (anker al een tijdje turbulent, mens nog laminair), en dan terug het anker (mens ook al een tijdje turbulent). Bij een diepte van enkele meters met allebei beginsnelheid nul gebeurt dat ook niet natuurlijk...

Dat de TS nu weet dat een op het eerste zicht simpel probleem in de fysica niet altijd zo simpel is tenzij je zwaar vereenvoudigt, is ook wel een plus.

Met dat laatste heb je inderdaad een punt.

Miechels zei:
Nog een plus is dat ik gisteren op wiki bijgeleerd heb dat in fluida de statische wrijving er wel is, maar niet echt dient overwonnen te worden als het om lage viscositeit gaat: de vloeistof errond beweegt gewoon makkelijker, dus het geeft niet dat er een laagje statisch aan het voorwerp blijft plakken. Mijn eerste opmerking was dan ook wat onterecht, waarvoor excuus. Maar ik blijf op mijn hoede voor het vergeten van de (vaak grotere) statische wrijving bij de droge mechanica!

Ik dacht al dat die waarschijnlijk te verwaarlozen zou zijn maar stond niet stevig in m'n schoenen, vandaar dat ik eerst jouw aanvullingen wou horen. Statische wrijving zou ik nooit durven vergeten bij droge mechanica.

f_dieleman · 27 nov 2010

Fighting Hobbit zei:
Het is nu niet van het gemakkelijkste, maar monsterfysica is wel wat overdreven...

Monsterlijk lelijk is het nochtans wel.

NotoriousP · 27 nov 2010

Fighting Hobbit zei:
Het is nu niet van het gemakkelijkste, maar monsterfysica is wel wat overdreven...

Eigenlijk is het niet eens echte fysica, aangezien dat empirische formules zijn. Ik zou alleszins niet met zekerheid durven zeggen dat een reynoldsgetal van 2299 laminaire en 2301 turbulente stroom zal geven hoor.

Maar zo moeilijk is dat allemaal niet, gewoon veel werk.

Rnzk · 27 nov 2010

Laten we er blasius en nikuradze ook bijhalen, lol

"Kunnen inschatten op welk niveau de vraagsteller zijn vraag stelt is ook een gave. En volgens mij lag dat niveau lager dan het bepalen van turbulente of laminaire stroming om vervolgens alle wrijvingsverliezen in kaart te brengen om op die manier een uitspraak te doen over het zinkend voorwerp. TS, correct me if i'm wrong."

Idd !

NotoriousP · 27 nov 2010

True maar als je wrijving gaat verwaarlozen dan is het onmogelijk, want dan krijg je het volgende scenario:

F = zwaartekracht = m*g
Fa = archimedeskracht = rho*g*V

Met m = massa anker, rho = dichtheid water, V = volume anker en g = valversnelling van de aarde.

(F - Fa)/m = a = de valversnelling van het anker in water.

Indien a > g zal de persoon sneller in het water getrokken worden dan moest hij normaal vallen. Dit geeft (met rhoA de dichtheid van het anker):

(F - Fa)/m = (m*g -rho*g*V)/m = (1-rho/rhoA)*g > g

of 1- rho/rhoA > 1

Dit is onmogelijk. Voor een extreem hoge dichtheid van het anker kom je in de buurt van een val in vacuum maar dichter dan dat geraak je niet.

Enkel wanneer je naar wrijving gaat kijken en je een anker kan ontwerpen dat minder last heeft van wrijving in water dan het menselijk lichaam in lucht, kan de TS zijn idee verwezenlijkt worden.

Edit: disclaimer: dit is rap berekend en het is te laat om te gaan controlleren, stenig mij dus niet bij eventuele blunders

Fighting Hobbit · 28 nov 2010

f_dieleman zei:
Monsterlijk lelijk is het nochtans wel.

Het is veel redelijk simpele wiskunde, dus als je wat geduld hebt is het allemaal doenbaar.

Om nog even op de andere reactie terug te komen, ik ben het er niet echt mee eens dat het allemaal empirisch is. Ik heb in enkele wiskundevakken rond vloeistof- en plasmadynamica zeer wiskundige afleidingen gezien van dergelijke theoriën. Je moet de getalletjes natuurlijk met een korrel zout nemen. Ze geven verhoudingen, grootteordes, en typische schalen weer...

sneax · 29 nov 2010

breezz zei:
Bedankt hierboven!
En is het in praktijk mogelijk dat het anker sneller zinkt dan de persoon valt vanaf een kleine hoogte? Ik kan het me nogal moeilijk inbeelden

Ik kan mij moeilijk voorstellen dat er veel voorwerpen zijn die sneller vallen in water dan een mens in de lucht, kzou zeggen probeer het is uit.

Archief - Fysica vraagje (valsnelheid in water)

Gonzo the Great

Legacy Member

breezz

Legacy Member

Gonzo the Great

Legacy Member

mac-bc

Legacy Member

Gonzo the Great

Legacy Member

Gonzo the Great

Legacy Member

Rider

Legacy Member

Fighting Hobbit

Legacy Member

mac-bc

Legacy Member

Gonzo the Great

Legacy Member

mac-bc

Legacy Member

f_dieleman

Legacy Member

NotoriousP

Legacy Member

Rnzk

Legacy Member

NotoriousP

Legacy Member

Fighting Hobbit

Legacy Member

sneax

Legacy Member