Springen naar inhoud

Proef met drukmeter


  • Log in om te kunnen reageren

#1

DonPoyer

    DonPoyer


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 19:25

Hallo,

Ik zit met een probleem. Ik heb een proef moeten uitvoeren met een drukmeter, een koud kunstje. Nu heb ik alle gevonden waarden genoteerd en ben ik antwoord aan het geven op de vragen. Hierbij loop ik tegen een probleem aan:

"Leg uit dat het bij dit onderzoek van belang is dat het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk is"

"Bereken de spierkracht die je op de zuiger moet uitoefenen als deze zich in de stand 1,0 bevindt"

Ik weet niet hoe ik hierop zou moeten antwoorden, iemand misschien een idee?

Proef natuurkunde

Veranderd door DonPoyer, 06 december 2009 - 19:27


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44835 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 december 2009 - 19:29

"Leg uit dat het bij dit onderzoek van belang is dat het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk is"


zie voor een vergelijkbaar geval:
http://www.wetenscha...s...st&p=571201
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

DonPoyer

    DonPoyer


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 20:10

Okee, ik snap hem nog steeds niet helemaal. Die van de temperatuur snap ik, maar ik kan de link niet leggen naar de drukmeter...

Kan iemand mij ook nog helpen bij de andere vraag?

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44835 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 december 2009 - 20:21

een manometer kan een eigen en veranderlijk volume hebben, en bij de meeste is dat minder of meer het geval. Bijvoorbeeld een U-buismanometer. Die zit aangesloten op een vat met gas. Als in het vat de druk toeneemt zal een deel van het gas naar de vrijkomende ruimte in de manometer kunnen. Zo ontstaat er een lagere druk in het vat dan wanneer de manometer er niet zou zijn.

deel 2 van je vraag:

Huiswerkregels:

WE ZIJN GEEN HUISWERKMACHINE :eusa_whistle:
Plaats je vraag, maar laat aub ook zien wat je zelf al bedacht of berekend had, en/of waar je precies vastloopt.
Punt n hebben we een hekel aan luie mensen, punt twee is een foutje in een redenering of berekening meestal rap aangewezen. Jij hebt snel de oplossing van je probleem, je helper kan weer vlot wat anders leuks gaan doen.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

DonPoyer

    DonPoyer


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 20:47

Aah juist, dat is hardstikke logisch. Ik zal alles neerzetten wat ik tot nu toe heb gevonden:


Resultaten in tabel vorm:

Geplaatste afbeelding





1. Toon aan dat n volume-eenheid van het apparaat inderdaad overeenkomt met 30 cm3. de inwendige diameter van de cilinder bedraagt 3,2cm.
Volume = Oppervlakte x lengte
Volume = Π r2 x lengte
Volume = Π x 1,62 x 15,0
Volume = 120,6371579 cm3  komt overeen met de hele lengte (van 4 eenheden) van de cilinder.
Volume van n eenheid op de cilinder = 120,6371579 / 4 = 30,15928947 cm3 = 30 cm3


2. Welk verband bestaat er tussen p en V volgens de tabel: in woorden, in formule, hoe heet het gevonden resultaat.
Tussen p en V bestaat een omgekeerd evenredig verband. Zon omgekeerd evenredig verband heeft
bepaalde kenmerken (eigenschappen). Deze kun je als volgt in woorden omschrijven:
- Het product van p en V is een constante
- Als je p n-maal zo groot maakt, wordt V n-maal zo klein

In formule vorm komt het omgekeerd evenredig verband er als volgt uit te zien:
p ~ 1/V
Je mag dan zeggen: p x V = constant

Het gevonden resultaat is een omgekeerd evenredig verband. De vorm die de grafiek heeft in een
diagram noemt men een hyperbool.
Je kunt het ook verwoorden als een recht evenredig verband: p is namelijk recht evenredig met het
omgekeerde van V (1/V). De vorm die de grafiek in een diagram dan heeft is een recht evenredig
verband: een rechte lijn door de oorsprong


3. Teken het p-V diagram, hoe heet deze lijn
Getekend --> hyperbool (omgekeerd evenredig verband)

4. Teken het p-1/V diagram, hoe heet deze lijn
Getekend --> Rechte lijn door de oorsprong (recht evenredig verband)

5. Leid af wat de eenheid is van de laatste kolom
De laatste kolom is de constante van p x V. Als ik uitga van de gebruikte eenheden in de grafieken,
kom ik tot de volgende eenheid van p x V:
[p] x [V] = [constante]
Pa x m3 = Pa x m3

Als ik uitga van de andere eenheid voor p, komi k op de volgende eenheid van p x V :
[p] x [V] = [constante]
N/m x m3 = N x m2


6. Leg uit dat het bij dit onderzoek van belang is dat het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk is.


7. Bereken de spierkracht die je op de zuiger moet uitoefenen als deze zich in stand 1,0 bevindt.
Als je spierkracht uitoefent op de zuiger, blijft deze hangen op 1,0. Er is dus sprake van een evenwicht. Alle krachten bij elkaar moeten dus 0 zijn: de resulterende kracht is 0.
De krachten die volgens mij op de zuiger werken:
- kracht van de buitenlucht = kracht 1
- kracht van de lucht (in de cilinder) op de zuiger = kracht 2
- spierkracht = kracht 3

Dus:
kracht 1 + kracht 2 + kracht 3 = 0

Maar welke waarden hebben krachten 1 en 2 dan ??? Hier kom ik niet verder

Veranderd door DonPoyer, 06 december 2009 - 20:54


#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44835 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 december 2009 - 21:38

7. Bereken de spierkracht die je op de zuiger moet uitoefenen als deze zich in stand 1,0 bevindt.
Als je spierkracht uitoefent op de zuiger, blijft deze hangen op 1,0. Er is dus sprake van een evenwicht. Alle krachten bij elkaar moeten dus 0 zijn: de resulterende kracht is 0.
De krachten die volgens mij op de zuiger werken:
- kracht van de buitenlucht = kracht 1
- kracht van de lucht (in de cilinder) op de zuiger = kracht 2
- spierkracht = kracht 3

Dus:
kracht 1 + kracht 2 + kracht 3 = 0

Maar welke waarden hebben krachten 1 en 2 dan ??? Hier kom ik niet verder


LaTeX

Als je druk (N/m) vermenigvuldigt met oppervlakte (m), hou je newton over, en dat is de eenheid van kracht.

de buitenluchtdruk in pascal en de oppervlakte van je zuiger ( :eusa_whistle: r ) in m geven je dus kracht 1.

kracht 2 idem dito , maar dan met de binnenluchtdruk.

Denk om de plusjes en de minnetjes . Je mag zelf je referentiestelsel kiezen, maar krachten die dezelfde kant op werken moeten hetzelfde teken (+ of -) hebben.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

DonPoyer

    DonPoyer


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 22:21

Hardstikke bedankt voor de tip, ik heb alles weten op te lossen en goed op de + en - gelet ](*,). Nog n vraag heb ik dan:
Moet ik voor de diameter die ik gebruik bij de kracht die de lucht van buiten op de zuiger uitoefent, dezelfde diameter gebruiken als de kracht die van binnenin de cilinder op de zuiger wordt uitgeoefend? Of is het mogelijk dat deze twee diameters verschillen?

Ik heb namelijk nu 2 verschillende diameters gebruikt:

- Kracht van de buitenlucht (kracht 1):
F = p x A
p van de buitenlucht = 1,0 x 105 Pa = 1,0 x 105 N/m2
A van de zuiger waartegen de lucht duwt = Π r2, waarbij r = diameter = x 4,0 = 2,0 cm = 0,02 m
OF MOET IK HIER DEZELFDE DIAMETER GEBRUIKEN ALS IK BIJ KRACHT 2 GEBRUIK???
F = p x A = 1,0 x105 x Π 0,022 = 125,6637061 N

Deze kracht werkt in de tekening (met links de zuiger) van links naar rechts  Positief.


- Kracht van de lucht (in de cilinder) op de zuiger (kracht 2):
F = p x A
p van de lucht in de cilinder in stand 1,0 = 1,8 x 105 Pa = 1,8 x105 N/m2
A van de lucht op de zuiger = Π r2, waarbij r = diameter = x 3,2 = 1,6 cm = 0,016 m
F = p x A = 1,8 x 105 x Π 0,0162 = 144,7645895 N

Deze kracht werkt in de tekening (met links de zuiger) van rechts naar links  Negatief.


- Spierkracht (kracht 3):
Nu kan ik de spierkracht berekenen, door Fres aan 0 te stellen. Dit mag, omdat de zuiger op 1,0 blijft
hangen: er is evenwicht, dus Fres = 0.
F1 + F2 + F3 = 0
+125,6637061 144,7645895 + F3 = 0
F3 = -125,6637061 + 144,7645895
F3 = Fspier = spierkracht = +19,10088338 = +19,1 N

Ik oefen een spierkracht van 19,1 N uit op de zuiger.









Voor de rest vind ik het nog steeds moeilijk met het eigen volume van de manometer (ik heb niet te maken met een drukmeter aan een vat, maar een manometer met zuiger, die je in kan drukken en uit kan trekken).... ik volg het gewoon niet :eusa_whistle:

Waarom is het zo belangrijk dat het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk is?

Ik heb nu als antwoord:
Bij het meten, maak je al gauw onnauwkeurigheden. Dit zorgt voor grafieken die niet helemaal lopen
zoals ze zouden moeten lopen (dus volgens de wet van Boyle). Maar de meetonnauwkeurigheden
spelen niet als enige een rol hierbij! Ook het eigen volume van de manometer speelt hier een rol bij.
Hoe groter het eigen volume van de manometer hoe minder het gas zich gaat gedragen naar de wet
van Boyle. De conclusie is dus: het eigen volume van de manometer moet zo klein mogelijk zijn, want
dan kan het best worden gerekend met (dan geldt) de wet van Boyle. De uitkomsten zijn het
nauwkeurigst mogelijk als het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk is.



Zou iemand hierop nog verbeteringen kunnen aanbrengen?

Veranderd door DonPoyer, 06 december 2009 - 22:33


#8

bsfa

    bsfa


  • >100 berichten
  • 114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 22:55

Voor de rest vind ik het nog steeds moeilijk met het eigen volume van de manometer (ik heb niet te maken met een drukmeter aan een vat, maar een manometer met zuiger, die je in kan drukken en uit kan trekken)


Wat zou het effect op de druk die je meet zijn als de zuiger over grote afstanden zou bewegen?

Bert

#9

DonPoyer

    DonPoyer


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 23:01

Wat zou het effect op de druk die je meet zijn als de zuiger over grote afstanden zou bewegen?

Bert



Dat zou de nauwkeurigheid ten slechte doen volgens mij. Kan ik hieruit concluderen dat het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk moet zijn, om te voorkomen dat je metingen (sterke) onnauwkeurigheden gaan vertonen?

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44835 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 december 2009 - 23:03

Voor de rest vind ik het nog steeds moeilijk met het eigen volume van de manometer (ik heb niet te maken met een drukmeter aan een vat, maar een manometer met zuiger, die je in kan drukken en uit kan trekken).... ik volg het gewoon niet ;)

Waarom is het zo belangrijk dat het eigen volume van de manometer zo klein mogelijk is?

Die cilinder is ook maar gewoon een vat hoor. Je hoeft niet direct aan oliedrums te gaan denken bij de term "vat".

je berekent n het volume van het gas in je apparaat met lengte x doorsneeoppervlak van de cilinder. Maar dat is niet geheel correct. Via een gat in de wand van je cilinder gaat er nog een buisje naar je manometer, zo te zien vemoedelijk een bourdonbuismanometer. Daardoor is het volume gas in je proefopstelling mogelijk zelfs 1 cm groter dan je berekent. Op 100 cm is dat al weer gauw een fout van 1% . Bwah, schoolproefjes kennen wel gekkere foutpercentages. Maar pers het gas in je opstelling nou eens samen tot 10 cm in de cilinder. Dan maakt het volume van het gas in je meetapparaatje zelf al 10 % :eusa_whistle: uit van het volume.

Goed, daarvoor zou je kunnen kompenseren door je cilinder te ijken: je zou dan een plakje metaal met een compenserend volume van 1 cm achterin je cilinder kunnen plakken. Je leest 10 cm af, waarvan 9 in je cilinder, en 1 in je meter.

Maar het verhaal wordt nog beroerder: een bourdonbuismanometer lijkt wel een beetje op zo'n oprolfluitje van kinderfeestjes. Hoe hoger de druk wordt, hoe verder het fluitje uitrolt, en hoe hoger dus het volume gas dat IN de meter zelf kruipt. En dat is beroerder, want nu VARIEERT het volume met de druk. Nou valt dat extra volume bij extra druk bij een bourdonbuismanometer wel mee. Maar gebruik je een U-buismanometer dan kan dat extra volume in de tientallen cm gaan lopen. Wederom, op een cilindervolume van meerdere liters is dat niet zo'n ramp. Maar zou je een U-buismanometer aansluiten op jouw proefopstellinkje dan zou je bij hogere drukken serieuze afwijkingen gaan constateren:

donpoyer.png

het gele gedeelte is het extra volume gas dat zich in je opstelling bevindt BOVENOP JE CILINDERINHOUD, het felgele gedeelte is de hoeveelheid gas die meer of minder in je manometer zit afhankelijk van het vloeistofniveau waaraan je de druk afleest. Als je je zuiger een beetje ver indrukt zit er op den duur meer gas in je meter dan in je cilinder ](*,)

Ofwel, hoe meetapparatuur de meting kan benvloeden.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

DonPoyer

    DonPoyer


  • 0 - 25 berichten
  • 6 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 december 2009 - 23:13

Okee, ik heb het licht gezien :eusa_whistle: onwijs bedankt voor jullie hulp, het is nu voor 100% duidelijk !

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44835 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 december 2009 - 23:21

100% duidelijk !

altijd fijn.... :eusa_whistle:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures