Formule voor kracht op verticale wand

Roy8888

Als ik de kracht wil berekenen op een verticale wand kan ik dan gewoon deze formule gebruiken : RhoghA/2 ?

Krijg ik hiermee de totale kracht die op de wand werk?

Jan van de Velde

Nee, dwz niet zomaar. Een en ander hangt af van de plaats van die wand t.o.v. het vloeistofoppervlak, en de vorm van die wand.

jouw formule geldt wel in het geval van een symmetrische verticale wand met een vloeistofhoogte even hoog als die wand.

Roy8888

En als ik dan bijv een verticale wand heb van 1,50 meter hoog en daar drukt een kolom water tegen van 1,20 meter is daar dan ook een standaard formule voor?

Jan van de Velde

Zoek niet teveel naar standaardformules voor allerlei verschillende situaties, want dan heb je geen standaardformules meer. Zoek naar de logica erachter, de kunst zit hem in het juist vaststellen van de h.

de rode plaat is een klep van 1 m hoog en (in de tekening onzichtbaar) 4 m breed (rekent makkelijk) , g nemen we 10 N/kg)

: waterkolom.png (3.82 KiB) 2597 keer bekeken

geval A: bovenaan is waterkolom 0 m diep, onderaan 1 m diep, gemiddeld dus 0,5 m diep.

gemiddeld is de druk dus 1000 x 10 x 0,5 = 5000 N/m²

kracht op de klep is dan F=p·A = 5000 x 4 = 20 000 N

geval B p_gem = 1000 x 10 x 0,25 = 2500 N/m²

F=p·A = 2500 x 2 = 5000 N

geval C : ....

Roy8888

Dan wordt geval c:

Gem. Druk: 1000 kg/m^3 * 10 m/s^2 * 0,75 m =7500 N/m^2

F=p*A 7500N/m^2 * 4 m^2 = 30000 N

Roy8888

foutje...

omdat in geval c de wand geheel ondergedompeld is in vloeistof spreek je daar over een ''ondergedompeld vlak gebied''

en is de kracht op de wand:

rho*g*h*A

1000 kg/m^3 * 10 m/s^2 * 1.5 m * 4 m^2 = 60000 N

Jan van de Velde

foutje.

bovenaan de klep is de druk 1000 x 10 x 0,5 en onderaan 1000 x 10 x 1,5 N/m².

gemiddelde waterdiepte voor de klep dus 1 m, gemiddelde druk dus 1000 x 10 x 1 = 10 000 N/m².

kracht dus 10 000 x 4 = 40 000 N.

Jan van de Velde

: roykkk.png (15.93 KiB) 2592 keer bekeken

NB: bij asymmetrische kleppen gaat dit natuurlijk niet meer zo makkelijk

Roy8888

dus als ik op deze manier bereken heb ik de kracht die werkt verspreidt over de hele wand.

en als ik de krachtresultante bereken kom ik uit op 60000 N en die werkt op 1/3 van de hoogte van onder (centrum van druk).

maar ze hebben beide hetzelfde effect?

Jan van de Velde

dus als ik op deze manier bereken heb ik de kracht die werkt verspreid over de hele wand.

Nee, want er staat niet boven heel je wand een waterkolom van 1,5 diep. Zie mijn plaatje hierboven.

Roy8888

maar als je kijkt naar figuur a en c dan staat er voor de hele wand een waterkolom.

maar ik krijg wel 2 verschillende uitkomsten wanneer uw methode gebruik of wanneer ik de krachtenresultante bereken.

wat is eigenlijk het verschil tussen deze methode en het berekenen van de krachtenresultante?

Jan van de Velde

Het verschil is dat jij het principe niet ziet.

Laten we nou eens een heel klein oppervlaktetje pakken, van een cm²

Bovenaan klep C zit die ene cm², 0,0001 m², en ik ga daarop de kracht bepalen:

diepte 50 cm.

druk = 1000 x 10 x 0,5 = 5000 N/m²

kracht = 5000 x 0,0001 = 0,5 N

nu ga ik eens meten onderaan je klep, ik verplaats mijn vierkante centimeter dus naar onder.

diepte 150 cm

druk = 1000 x 10 x 1,5 = 15 000 N/m²

kracht = 15 000 x 0,0001 = 1,5 N

3 x zo diep, 3 x zo grote kracht.

Nou ga ik héél die klep af met mijn vierkant centimetertje, en dan ga ik voor al die duizenden vierkante centimeters de krachten optellen.

Dat komt op hetzelfde neer als voor al die vierkante centimetertjes de gemiddelde diepte bepalen, (= de gemiddelde hoogte h van de waterkolom erboven) en die gebruiken om in één keer de kracht op heel die klep te berekenen.

Voor de symmetrische kleppen die ik een paar berichten hierboven tekende komt het er dus op neer om de oppervlakte van de klep te nemen, en de diepte van die horizontale symmetrie-as.

Roy8888

was volgens mij wat dingen door elkaar aan het halen..

snap nu wel hoe het moet in ieder geval.

je rekent eigenlijk met de hoogte van de vloeistofkolom gemeten vanaf het zwaartepunt van de wand.

en in het geval van deze rechte wand is dat de symmetrie as.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Formule voor kracht op verticale wand

Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand

Re: Formule voor kracht op verticale wand