Springen naar inhoud

[fysica] heliumballon


  • Log in om te kunnen reageren

#1

againstthecity

    againstthecity


  • >25 berichten
  • 29 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 oktober 2010 - 20:04

1) Een plastic ballon met een massa van 25,5 g wordt gevuld met heliumgas tot het volume 50 liter bedraagt. Aan de ballon hangt een touw. De massa van 1 meter touw bedraagt 15 g.

Geplaatste afbeelding

(dichtheid lucht: 1,29 kg/m3)
(dichtheid helium: 0,18 kg/m3)

Deze ballon stijgt op in de lucht tot er h meter touw van de grond opgetild is. h is:

  • 2,5 m
  • 2,0 m
  • 1,5 m
  • 1,0 m
Verborgen inhoud
Antwoord B.


Stel een vraag over deze oefening.

(Herkomst: simulatie-examen EMSA 2009)

Ik heb al even zitten nadenken over dit vraagstuk, maar ik kom er niet. Ik dacht dat ik de zwaartekracht uitgeoefend op het touw, moest gelijkstellen aan de archimedeskracht uitgeoefend op de ballon. Dus m g = rho g V
Ik dacht om daar dan de massa m van het touw eruit te kunnen halen, maar ik kom als massa 0.0645 kg uit. En dan kom ik er dus niet. Weet iemand hoe het wel moet?

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
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 oktober 2010 - 22:44

Ik heb al even zitten nadenken over dit vraagstuk, maar ik kom er niet. Ik dacht dat ik de zwaartekracht uitgeoefend op het touw, moest gelijkstellen aan de archimedeskracht uitgeoefend op de ballon.

correct

Dus m g = rho g V

in principe niet verkeerd. Maar als je het zo kort en bondig wil doen is het zaak is om de juiste m (of som van massa's) in te vullen, en voor ρ een VERSCHIL in dichtheid (de basis van archimedesproblemen) tussen lucht en helium.

Ik dacht om daar dan de massa m van het touw eruit te kunnen halen, maar ik kom als massa 0.0645 kg uit.

dat betekent dus iets meer dan 2 m touw. Kan een lucky strike zijn, of een klein interpretatiefoutje hier of daar? Ik ben benieuwd hoe ja een die 64,5 g kwam.
Probeer anders eens niet de kortste weg (een korte formule) maar een stap voor stap redenering?
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

againstthecity

    againstthecity


  • >25 berichten
  • 29 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 15:41

Ok, ik heb nu geprobeerd: (0.0255 kg + massa (touw)) * g = (1.29-0.18) * g * 0.005 m^3
Maar dat kom ik uit dat de massa 20 gram is, en dat klopt ook niet. Ik heb dit stuk leerstof nooit gehad op school, dus ik vrees dat ik hier onvoldoende van ken op het vraagstuk correct op te lossen.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 16:56

50 dm≥ is niet 0,005 m≥

als je het met die 0,005 m≥ berekent kom je op - 19,95 g
Als dat de 20 g zijn die je vond keek je over dat minteken op je rekenmachine heen.

Ik heb dit stuk leerstof nooit gehad op school, dus ik vrees dat ik hier onvoldoende van ken op het vraagstuk correct op te lossen.

Je vergelijking is anders correct, al ben ik er vooral in het geval van eigen twijfel aan je begrip van de stof geen voorstander van om dit soort vergelijkingen in een stap neer te zetten. Redeneer liever. En werk daarbij met begrijpelijke getallen, 50 dm≥ van 1,29 g/dm≥ en zo. Je verdwaalt zo gauw in nulletjes achter de komma.
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

againstthecity

    againstthecity


  • >25 berichten
  • 29 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 19:38

Ok, nu is het wel gelukt. Ik wist niet dat je die massa's moest optellen en dat je het verschil in dichtheid moest nemen. Waarom moet je dat tweede eigenlijk doen?

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 19:51

kun je uitleggen waarom een blok hout drijft in water?
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

againstthecity

    againstthecity


  • >25 berichten
  • 29 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 20:42

Ja, ik denk het wel, dat ik toch omdat de archimedeskracht en de zwaartekracht daar gelijk zijn aan elkaar? Maar met die oefening moest ik enkel rekening houden met de dichtheid van water. Ik dacht: nu wordt alleen de lucht verplaatst, dus ik moet alleen rekening houden met die dichtheid. Maar waarom dan ook met die van helium?

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 22:33

Maar waarom dan ook met die van helium?

In dat watergeval verreken je toch ook de dichtheid van hout?
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

#9

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 23:11

Bereken eerst de opwaardsekracht van de verplaatste lucht
LaTeX lucht verplaatst.
Opwaardsekracht van de lucht is dan: F(opw)=0,0645 .9,8 =0,6321 N
Zwaartekracht op het helium is 0,05 . 0,18 =0,009 kg . 9,8 =0,0882 N
Zwaartekracht opde ballon zelf is: 0,0255 . 9,8=0,2499 N
Totale zwaartekracht van ballon +helium=0,3381 N

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 oktober 2010 - 23:23

@Aadkr:
De rekenopgaven in deze toelatingsexamens draaien op inzicht. Getallen achter de komma komen nauwelijks voor, rekenwerk moet met de hand te doen zijn. Het inzicht moet hier zijn dat je probleemloos met massa's kunt rekenen omdat de factor g uit alle vergelijkingen wegvalt. Er wordt x g lucht verplaatst zodat y g aan ballon, helium en touw opgetild kunnen worden. Dat worden dan allemaal redelijk ronde getalletjes.
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

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 18 oktober 2010 - 17:18

Jan, je hebt gelijk. Jouw benadering is handiger .( die g valt er inderdaad uit).
Met vr. groet Aad

#12

againstthecity

    againstthecity


  • >25 berichten
  • 29 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2010 - 19:39

Ja, ik denk het wel, dat ik toch omdat de archimedeskracht en de zwaartekracht daar gelijk zijn aan elkaar? Maar met die oefening moest ik enkel rekening houden met de dichtheid van water. Ik dacht: nu wordt alleen de lucht verplaatst, dus ik moet alleen rekening houden met die dichtheid. Maar waarom dan ook met die van helium?

Nee, ik was op een coachingsdag geweest voor het ingangsexamen van geneeskunde, en daar rekenden ze voor de archimdeskracht enkel met de dichtheid van het water, en niet met die van het hout.

#13

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 18 oktober 2010 - 20:04

De opwaardsekracht, die op de ballon werkt, is gelijk aan het gewicht van de verplaatste lucht.
De opwaardsekracht werkt op de ballon, en wijst omhoog.
Nu werken er 3 zwaartekrachten op de ballon, en deze 3 zwaartekrachten wijzen naar beneden.
De ballon is in evenwicht. De resulterende kracht op de ballon moet nul zijn.
Dus Opwaardse kracht = som van de 3 zwaartekrachten.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures