Centrifugaalkracht

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 50

Centrifugaalkracht

Hallo,

Ik heb een glas water:

plaatje

dat laat ik via de bodem ronddraaien, dus om de verticale as van het glas.

Het water wordt dan naar buiten gedrukt (centrifugaal kracht) Mijn vraag

is:

hoe bereken je welke draaisnelheid je nodig hebt om een bepaalde waterhoogte langs de wand

van het glas te halen.

En wat ik ook graag wil weten is, wat voor vorm er ontstaat? Op het plaatje is een soort "luchtkegel" binnen

het water te zien, is dat realistisch? Of verdeelt het water zich evenredig langs de wand van het glas?

Alvast bedankt voor het antwoord...
Things that flourish fall into decay. This is not-Tao, And what is not-Tao soon ends ~ Lao tse

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 4.167

Re: Centrifugaalkracht

De vorm van het wateroppervlak zal een vortex in de vorm van een soort van parabool zijn (althans, zolang de draaisnelheid niet zo hoog is dat de vloeistof over de glasrand stroomt, of de onderkant van de vortex de bodem van het glas raakt).

Ieder waterdeeltje van het gekromde oppervlak is onderhevig aan 2 krachten: de zwaartekracht vertikaal omlaag, en de centrifugaalkracht horizontaal naar buiten. De centrifugaalkracht is afhankelijk van de horizontale afstand van het waterdeeltje tot de draaias.

Beide krachten kun je samenstellen tot een schuin naar beneden gerichte kracht. Het wateroppervlak zal op ieder punt loodrecht staan op die samengestelde schuine kracht. Op die manier kun je afleiden wat de vorm van het wateroppervlak is als functie van de afstand tot de draaias.

In werkelijkheid is bovenstaande slechts een benadering omdat er ook nog een effect van wand- en interne vloeistofwrijving is.

(voordat puriteinen erover beginnen: ik doe hier alsof de centrifugaalkracht een echte kracht is i.p.v. een schijnkracht omdat dat een begrijpelijker verhaal oplevert)
Hydrogen economy is a Hype.

Gebruikersavatar
Berichten: 50

Re: Centrifugaalkracht

Ok, maar het water komt omhoog, hoe kan dat als er twee krachten zijn met als resultante een pijl

schuin omlaag?

Er moet toch ook een kracht(vector) omhoog wijzen?
Things that flourish fall into decay. This is not-Tao, And what is not-Tao soon ends ~ Lao tse

Berichten: 23

Re: Centrifugaalkracht

Er is natuurlijk altijd een krachtenevenwicht, anders zou het water natuurlijk uit het glas verdwijnen.

Voor een mooie afleiding voor de vorm van het wateroppervlakte zie: Deze link.

Gebruikersavatar
Berichten: 3.112

Re: Centrifugaalkracht

De vorm is een paraboloïde, een parabool om zijn as gewenteld.

Het getoonde plaatje rechts deugt dus 'voor geen meter'!

De waterverplaatsing is zodanig, dat er evenveel gram omhoog als omlaag gaat.

Reageer