Springen naar inhoud

valsnelheid/aantrekkingskracht


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Jeroen

    Jeroen


  • >250 berichten
  • 351 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 november 2004 - 12:44

Het is basis natuurkunde maar toch weet ik het niet meer,

Wij hadden het net over vallende voorwerpen.
Deze vraag kwam naar voren;

Klopt het dat een object hier op aarde nooit sneller kan vallen dan 9,8 m/s
Of was die 9,8 nou in m/s^2, dus een valversnelling?
Ik dacht dat het de constante van de valversnelling (op aarde) was.

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

#2

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 20 november 2004 - 13:02

de valversnelling is 9.8 m / s2 en alle objecten die vallen (zowel een veer als een steen) hebben dezelfde versnelling.

De valsnelheid is afhankelijk van de valversnelling, maar ook van de luchtweerstand. Indien er geen luchtweerstand is, zal de valsnelheid steeds toenemen, todat het object de grond raakt. Is er wel luchtweerstand dan is er een evenwichtssnelheid, waarin de zwaartekracht en de luchtweerstand in even groot zijn.

De valversnelling op aarde verschilt hier en daar een klein beetje. Dit komt omdat de aarde geen perfecte bol is. Het op een berg staan of aan de zee maakt ook een klein beetje uit.

de valversnelling van een object is te berekenen: g = G M / R2

Waar G de gravitatieconstante is (6.67e-11 m3 kg-1 s-2), M de massa van het tegenobject (aarde bijvoorbeeld) en R de afstand tussen de twee.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#3

Jeroen

    Jeroen


  • >250 berichten
  • 351 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2004 - 10:14

De valsnelheid is afhankelijk van de valversnelling, maar ook van de luchtweerstand. Indien er geen luchtweerstand is, zal de valsnelheid steeds toenemen, todat het object de grond raakt.


Is er dan een limiet aan de valsnelheid? Als je de grond even vergeet, blijft dit object dan versnellen of bereikt het ooit een maximale snelheid. Het kan in iedergeval niet sneller dan het licht, zoveel weet ik dan nog net, maar hoe snel dan wel?

En weet je dat zo of moet je dat eerst berekenen? zo ja hoe dan :shock: .

#4

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 november 2004 - 11:09

Is er dan een limiet aan de valsnelheid? Als je de grond even vergeet, blijft dit object dan versnellen of bereikt het ooit een maximale snelheid. Het kan in iedergeval niet sneller dan het licht, zoveel weet ik dan nog net, maar hoe snel dan wel?

En weet je dat zo of moet je dat eerst berekenen? zo ja hoe dan  :shock: .


Indien er weerstand is, is er zeker een limiet aan de valsnelheid, maar dat is logisch.

Als er geen weerstand is, wordt het wat complexer. Je moet je namelijk indenken dat een valversnelling / valsnelheid ontstaat door de aantrekking van twee objecten. Er komt een punt dat deze twee objecten elkaar raken. Ook moet je bedenken dat de aantrekkingskracht afhangt van de afstand tussen deze twee objecten.

Dit geeft een aantal lastige differentiaalvergelijkingen om uit te rekenen.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#5

Vortex29

    Vortex29


  • >250 berichten
  • 683 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 22 november 2004 - 17:38

Als je een object laat vallen vanuit rust, dan is de maximale valsnelheid gelijk aan de ontsnapingssnelheid. Stel je een universum voor met daarin alleen de Aarde. Als je dan een voorwerp van oneindige hoogte loslaat, zal het na een oneindig lange tijd met een snelheid van 11,15 km/s de Aarde bereiken.

De ontsnappingsnelheid kun je berekenen:
vESC = (2GM/R)0,5

#6

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 november 2004 - 17:54

De ontsnappingsnelheid kun je berekenen:
vESC = (2GM/R2)0,5


Ik denk dat je R bedoelt en niet R2. Potentiele energie ~ 1/R
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#7

Vortex29

    Vortex29


  • >250 berichten
  • 683 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 22 november 2004 - 19:14

Fout verbeterd. :shock:

#8


  • Gast

Geplaatst op 28 december 2004 - 21:31

Hallo ,

Ik ben een natuurkunde leek , ik heb er totaal geen verstand van !
Maar nou hebben we op een ander forum een discussie over de valversnelling van een vallende kogel !

er werd geroepen dat de maximale valsnelheid 36 meter per seconde zou zijn. We hebben het hier over een 4,5mm loden luchtbukskogeltje met een gewicht van 10 grain (nee niet gram) .

Wat is de maximale snelheid waarmee hij terug op deze aardkloot valt ?

En wat is de snelheid waarmee een 150 grain loden spitse kogelkop valt ?

Alvast bedankt,

John

#9

Roel80

    Roel80


  • >100 berichten
  • 109 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 december 2004 - 23:48

Wat is de maximale snelheid waarmee hij terug op deze aardkloot valt ?


Je hebt twee krachten: de aantrekkingskracht Fz en de luchtwrijvingskracht Fw.
Verder is 10 grain=0,65 gram

Fz=m*g=0,65e-3*9,81=0,0064 N

De luchtwrijving is iets lastiger. De volgende formule geldt: Fw=0,5*A*cw*rho_lucht*V^2, A is het frontale oppervlak van de kogel = pi*R^2 = pi*0,00225^2=1,59e-5 m^2.
Voor de luchtdichtheid rho_lucht neem ik 1,2 kg/m^3
Voor de cw waarde van een bol moet het reynoldsgetal bekend zijn: Re=V*D*rho_lucht/u
Hierin is V de snelheid, D de diameter van de kogel en u de dynamische viscositeit van lucht= 1,85e-5 Pa.s (bij 25 graden celsius).
De snelheid schatten we af op 36 m/s zodat Re=36*0,0045*1,2/1,85e-5=1,05e4. In de grafiek hieronder kun je afleiden dat de cw waarde (in de grafiek wordt dit met Cd aangegeven) voor een bol (sphere) ongeveer 0,53 bedraagt. Alles is nu bekend behalve de snelheid. Als de kogel met een constante snelheid terugvalt (dus zijn eindsnelheid of topsnelheid) geldt Fz=Fw:
0,5*1,59e-5*0,53*1,2*V^2=0,0064
V=wortel(1265)=35,6 m/s. Klopt dus aardig zou ik zeggen.

En wat is de snelheid waarmee een 150 grain loden spitse kogelkop valt ?


Er geldt dezelfde berekening als voorheen. Echter het probleem is dat de cw waarde niet bekend is van deze vorm (er zijn immers oneindig veel mogelijk afmetingen zodat er geen tabel met standaardwaarden is). Het is te verwachten dat de cw waarde fors lager is dan bij een bolvorm, de lucht wordt immers door de kegelvorm netjes gesplitst. Stel dat aangenomen wordt cw=0,2. Massa kogel 150 grain = 9,75 gram. Verder weet ik de afmeting niet dus ook niet het frontale oppervlak maar ik neem 8 mm in diameter aan.
V=126 m/s.

Geplaatste afbeelding

#10


  • Gast

Geplaatst op 29 december 2004 - 10:16

Roel ,

Mijn dank is ontzettend groot.
Ik neem dit zo over en plaats het op,

http://www.luchtbuks...t=0

Dat helpt ons een stuk verder met de discussie !
Kunnen wij ons weer bezig houden met waar we wel verstand van hebben.

Bedankt.



John.

#11

theaterprater

    theaterprater


  • 0 - 25 berichten
  • 17 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 januari 2005 - 11:37

Roel,

mag ik ook even van je diensten gebruik maken? Ik heb geprobeerd je eerdere uitleg te begrijpen, maar ik ben way to alfa daarvoor :shock: .
Mijn vraag is in feite eenvoudig, en komt rechtstreeks uit een theatertekst die we op dit moment aan het ensceneren zijn. In die tekst staan twee mensen op het punt om van een 600 meter hoge rots in Noorwegen te springen. Een van de personages stelt het volgende, ik citeer: "De gemiddelde snelheid van een aangekleed persoon in vrije val is tussen de 190 en 205 kilometer per uur, dat is dus ongeveer 55 meter per seconde. Dat wordt dan ... 600 ... dus samen met de acceleratiefase is dat ongeveer 10 seconden valtijd."
Vraag is natuurlijk of dit klopt, of dat de auteur een loopje met de waarheid neemt.

Kan jij, of iemand anders op dit forum, bevestigen of weerleggen?

bij voorbaat dank,
theaterprater.

#12

Jekke

    Jekke


  • >250 berichten
  • 997 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 januari 2005 - 18:15

Als je een object laat vallen vanuit rust, dan is de maximale valsnelheid gelijk aan de ontsnapingssnelheid. Stel je een universum voor met daarin alleen de Aarde. Als je dan een voorwerp van oneindige hoogte loslaat, zal het na een oneindig lange tijd met een snelheid van 11,15 km/s de Aarde bereiken.


als je het van oneindige hoogte loslaat, zal het dan niet gewoon blijven waar het is?? (potentiele energie = 0)

#13

Vortex29

    Vortex29


  • >250 berichten
  • 683 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 11 januari 2005 - 18:22

Hoe zou jij het uitleggen?

#14

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 januari 2005 - 18:59

In die tekst staan twee mensen op het punt om van een 600 meter hoge rots in Noorwegen te springen. Een van de personages stelt het volgende, ik citeer: "De gemiddelde snelheid van een aangekleed persoon in vrije val is tussen de 190 en 205 kilometer per uur, dat is dus ongeveer 55 meter per seconde. Dat wordt dan ... 600 ... dus samen met de acceleratiefase is dat ongeveer 10 seconden valtijd."
Vraag is natuurlijk of dit klopt, of dat de auteur een loopje met de waarheid neemt.


De snelheid van 55 meter per seconde lijkt mij wel reeel. Een skydiver haalt ook ongeveer die snelheid. Echter duurt het acceleren toch wel wat langer, waardoor ik met een simulatie op 16 seconden komt:

% gemaakt met psi

a = -g - mu*v;
v = int(a par:0);
x = int(v par: 600);
g= 9.81;
mu = 0.17;

Geplaatste afbeelding
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#15

Jekke

    Jekke


  • >250 berichten
  • 997 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 januari 2005 - 19:11

Hoe zou jij het uitleggen?


ik vroeg het me gewoon af





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers


Vacatures