[Mechanica] windsnelheid met slinger

Jeroen

Ik heb twee formules bij een opdracht gekregen, het gaat over het meten van de windsnelheid mbv een slinger. De eerste formule is:

F=n*v^2 (n is eigenlijk het rendementstekentje)

en de tweede om de constante n te berekenen:

n=0,02*((N*s^2)/(m^2)).

Ze zeggen hier dat n een constante is die afhankelijk is van de vorm, grootte en ruwheid van het balletje aan de slinger.

Wat is 'N' dan?? verder dacht ik dat s de afgelegde weg is en m de massa.

Jan van de Velde

Kijken of je sommetje klopt.

vul je eenheden in.

grootheid F(orce) moet uitgedrukt worden in eenheid N(ewton)

F=getal N

F=n*v^2 ==> F=getal(n)*m^2/s^2 ... n x meterkwadraat per secondekwadraat

n=0,02*((N*s^2)/(m^2)).

vul n in in vetgedrukte formule, aannemende dat m meters zijn en s seconden(in tegenstelling tot wat jij denkt):

F= getal x 0,02 x N(ewton)*s^2/s^2*m^2/m^2

meters en seconden vallen tegen elkaar weg, F= getal x constante, uitgedrukt in Newton

Klopt, dus ik denk dat in enkele van je formules grootheidsymbolen en eenheidsymbolen door elkaar gegooid zijn. Slordig van iemand.

Anonymous

als ze inderdaad m(eters) en s(econden) bedoelde voor s en m dan weet ik helemaal niet meer wat ik moet doen, want er zit helemaal geen tijd in de opdracht.

ik krijg alleen de hoek als er wind op de slinger staat, de massa van het balletje aan de slinger en de lengte van het 'massaloze' touwtje.

Jan van de Velde

Kun je misschien een tijd vinden in de factor windSNELHEID (m/s)?

Zet anders eens heel je opdracht hier neer.

Jeroen

De vraag:

Methode om windsnelheid te meten:

De opstelling bestaat simpelweg uit een dunnen draad (lengte L=1,2m) waaraan een balletje (massa m=100g) hangt. Door de wind zal het balletje enigszins opzij geblazen worden. L is hierbij groot t.o.v. de afmetingen van het balletje.

De windrichting op het balletje is evenredig met het kwadraat van de luchtsnelheid, er geldt: F=n*v²,

waarbij v de luchtsnelheid in m/s is en n een van de vorm, grootte en ruwheid van het balletje afhankelijke constante,

n=0,02*((N*s²)/(m²))

De opstelling wordt in de wind gehangen. Men meet een uitwijking van a(lpha)=23graden.

Wat is de windsnelheid?

Jan van de Velde

De windrichting op het balletje .....

windKRACHT ?

En de tijd zit wél in je opdracht, want je moet je windsnelheid bepalen, en daarin zit een tijdsfactor.

Maak eens een vectordiagram. De windkracht Fw duwt het balletje opzij, en daarmee omhoog. De zwaartekracht Fz trekt het balletje naar beneden en daarmee terug opzij.

(als geldt F=n.v^2, geldt v^2=F/n)

probeer maar, en kom maar terug als je vastloopt.

Jeroen

sorry was inderdaad windkracht, typfoutje.

Ik had de krachten al getekend ik krijg daaruit een spankracht van 10,66N en een horizontale resulterende kracht van 4,16N

Maar wat kan ik dan met die v^2. Dan moet ik toch nog altijd eerst die n weten en daar zit mn probleem, in de formule voor n.

En als ik de tijd kan bepalen aan de hand van de windsnelheid, dan heb ik daar toch niets meer aan want dan heb ik de vraag al beantwoord.

Jan van de Velde

Zit je vectorendiagram niet fout? Een spankracht van 10,66 N in een touwtje waar een balletje met een massa van 100 g aan hangt? Voor dat soort spankrachten zegt mijn gevoel dat orkaantjes nodig zijn.

Teken statief, touwtje en balletje, e.e.a. onder de juiste hoek. Teken Fz, kun je uitreken met m.g.h.

Teken de raaklijn aan de cirkel waarlangs het balletje beweegt. projecteer Fz hierop, en de tegenkracht, de schuin omhoog gerichte resultante van Fw. Leidt hieruit de horizontale Fw af.

Hoop dat je eruit komt, anders moet ik zelf nog gaan rekenen en daar heb ik eerlijk gezegd niet veel tijd meer voor.

Jeroen

ohjee dat had ik zelf natuurlijk ook wel kunnen zien dat die kracht voor geen meter klopt. ik zie nu dat ik helemaal ben vergeten Fz uit te rekenen en heb ik in de slordigheid voor Fz 9,81 genomen. Ik heb nu een spankracht van 1,07N en een resulterende kracht van 0,42N.

maar dan zit ik nog altijd met die vraag hierboven...

Jan van de Velde

Eerst:

ik begrijp niet wat je met die spankracht wil bereiken, maar de horizontale windkracht is volgens mij Fw=cos23*0,42=0,38(66)

Nou kun je schrijven v^2=Fw/n

en nou zie je in een klap waar de kneep zit (was me ook nog niet eerder opgevallen, nou ik begon te rekenen wel. Ik had het wel eerder uitgelegd dat alles tegen elkaar weg moest vallen, maar hieraan nog niet de juiste conclusie verbonden:

n=0,02*((N*s2)/(m2))

n is een constante, groot 0,02, uitgedrukt in de eenheid Ns^2/m^2.

Dat asteriskje in jouw "n=...." hoort daar niet, en die haakjes kun je ook weglaten, zijn sowieso zinloos als je alleen vermenigvuldigt en deelt.

Anonymous

Ik ga dus weer helemaal de mist in met die krachten tekenen. Ik heb nu een horizontale kracht getekend(naar rechts), dat wordt dan Fw en een verticale kracht Fz(naar beneden). Ik wil de kracht Fw berekenen dus dat kan ik in dit geval met de tan doen. Maar dat is dus blijkbaar ook weer niet goed, want dan krijg ik 0,42 voor de Fw.

Hoe teken je die krachten dan???

Jan van de Velde

op het balletje werkt de zwaartekracht verticaal naar beneden.

op het balletje werkt de windkracht horizontaal opzij. Ik heb het touw met bal rechts van mijn statief getekend, dus mijn windkracht werkt ook naar rechts.

Het balletje wordt resulterend schuin omhoog geduwd in een richting volgens de raaklijn aan de cirkel waarlangs het balletje kan bewegen. eenvoudig te tekenen als een lijn haaks op je touwtje

Fz krijgt twee componenten, een op de raaklijn naar linksonder, en een op een lijn in het verlengde van het touw (een deel van jouw spankracht waarschijnlijk)

Fw krijgt ook twee componenten, ook een op die raaklijn maar naar rechtsboven, en ook een in het verlengde van je touwtje (tweede deel van je spankracht)

Die spankrachtcomponenten doen er pas toe als je moet gaan uitrekenen bij welke windsnelheid je touwtje dreigt te breken.

Fz ken je, dus component Fz raaklijn kun je uitrekenen. De tegengestelde raaklijncomponent van de windkracht ken je nu automatisch ook, actie=reactie. Deze reken je weer terug naar je oorspronkelijke vector Fw. klaar. Nou weet ik alleen niet meer zeker of ik ergens in mijn eerdere berekeningen een sin met een cos verwisseld heb.

Jeroen

Nu ik toch weer even bezig ben hier op het forum, kan ik wel even laten weten dat ik er inmiddels uit ben.

Die 'vreemde formule' in het begin was dus geen formule, maar gewoon een eenheidsnotatie die op een manier was genoteerd, waar ik nog niet aan gewend ben. Volgens mij bedoelde je dit al meteen uit te leggen, maar dat begreep ik nog verkeerd.

Jan van de Velde

Het probleem was dat ik me eerst ook even in de war liet brengen door dat * in 0,02*Ns2/m2. Anders waren we in een paar posts minder wel klaar geweest.

Zo zie je het belang van heldere opgaven, goed overnemen en niet gaan rommelen met afkortingen en eenheden/grootheden.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Mechanica] windsnelheid met slinger

[Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger

Re: [Mechanica] windsnelheid met slinger