Waarom gaat een autodeur niet open onder water

jerome2k8

Hallo allemaal,

Ik zit met een hoofdbrekende vraag en kwam zodoende op jullie forum uit. Na wat rond te kijken denk ik dat hier vast wel iemand is die een einde kan maken aan mijn zoektocht.

Een vriend van me en ik zitten sinds een dagje stappen in Antwerpen met een discussie over waarom een auto deur niet te openen is onder water totdat de auto een korte tijd op de bodem staat. Dit kwam naar aanleiding van een onderwerp in het auto programma top gear waar ze dit testen. Zie voor het stukje youtube: http://www.youtube.com/watch?v=zkFR2f7zYac

Ons verschil in begrip zit hem in het volgende:

- Ik begrijp dat, en zo zeggen ze het volgens mij ook in het filmpje, dat doordat de auto aan het zinken is, de druk buiten de auto nog steeds groter wordt, waardoor er nog steeds water in de auto loopt ook al is hij tot het plafond gevuld. Dit omdat de druk nog niet helemaal gelijk is met die buiten de auto. Als de auto eenmaal op de bodem staat loopt het laatste beetje water naar binnen totdat de druk gelijk is en de deur kan open.

- Hij denkt echter, dat het druk verschil veroorzaakt wordt doordat het water in de auto beweegt (door zowel het binnenstromen van water en het zinken volgens mij, maar dat doet er niet toe, het beweegt...). Beweging van een vloeistof zorgt voor een verlaging van druk (Bernoulli's principe). Dit zorgt er dan dus voor dat de druk in de auto lager is dan buiten de auto en de deur niet open gaat totdat de auto stil staat op de bodem.

Reden waarom ik mijn standpunt niet helemaal meer vertrouw is dat ik (onder andere op dit forum) er achter kwam dat de hoeveelheid water die je moet toevoegen aan een liter water om de druk met 1 bar te vergroten maar 1 druppel (5ml) is. Aangezien de druk met 1 bar toeneemt als je ongeveer 10 meter dieper gaat hoeft er volgens mij niet zo veel water meer bij de auto...

Ik hoop dat iemand een antwoord heeft op de vraag: waarom gaan de deuren pas open als je op de bodem staat.

Alvast bedankt voor het lezen en ik ben benieuwd!

Met vriendelijke groet,

Jeroen.

StrangeQuark

Zou volgens Bernoulli juist geen onderdruk aan de buitenkant moeten ontstaan? HEt water gaat langs de buitenkant van de auto en zorgt dus voor een onderdruk aan de buitenkant, dus als Bernoulli significant iets oplevert, zou het juist moeten helpen.

Jan van de Velde

even terzijde:

1 druppel (5mL)

er gaan ergens in de buurt van een druppel of 30 uit één milliliter. Als je aan één liter water 5 mL wil toevoegen bij gelijkblijvend volume zal de druk toch al gauw met zo'n 100 bar oplopen

(alle cijfers orden van grootte)

Benm

Ik hoop dat iemand een antwoord heeft op de vraag: waarom gaan de deuren pas open als je op de bodem staat.

Ik denk dat dit conceptmatig onjuist is. Je krijgt de deuren pas open als de auto geheel gevuld is met water, of er in ieder geval zo weinig lucht meer tegen het plafond staat dat je dit met spierkracht kunt overkomen. Zou je een auto eerst geheel vullen met water, en dan in de plomp gooien, dan ik geen enkele reden waarom de deuren niet te openen zouden zijn vanaf het moment dat je onder water bent.

In de praktijk zul je denk ik altijd eerst de bodem raken voordat de auto vol is gelopen, tenzij je de ramen hebt openstaan en in een voldoende diep water rijdt. Een van de weinige dingen die eraan helpen is dan ook het openen van de ramen nog voordat deze onder water raken - zodra ze onder water staan is dit absoluut onmogelijk door de druk die ze klem zet tegen hun frame.

jerome2k8

Hmm bedankt voor het antwoord maar wat je zegt klopt toch helaas niet...

Ik zie wel net dat de link naar youtube voor part 1 van het filmpje is, de voorbereiding. In part 2, hier te zien: http://www.youtube.com/watch?v=oyx1E2s-tsE gaat de auto ook het water in.

Je ziet dat de auto al helemaal vol met water zit zodra het dak van de auto onder water gaat, maar hij krijgt de deur pas open als de auto eenmaal op de bodem staat...

Raspoetin

Mythbusters hebben er een aflevering aan gewijdt: http://mythbustersresults.com/episode72

Bart

Zou je een auto eerst geheel vullen met water, en dan in de plomp gooien, dan ik geen enkele reden waarom de deuren niet te openen zouden zijn vanaf het moment dat je onder water bent.

Doordat de auto continu zinkt, zal de druk buiten de auto altijd iets groter zijn dan de binnenkant. Het duurt namelijk even voordat dezelfde druk aan de binnenkant van de auto is opgebouwd. Het drukverschil is niet heel groot, maar met een groot oppervlak zoals een autodeur, meer dan voldoende om deze gesloten te houden. Pas als de auto op de bodem ligt en de druk binnen gelijk is aan de druk buiten, dan pas kun je de deur open krijgen. De vraag is of je zo lang je adem in kunt houden

Regel 1 bij het te water raken: zo snel mogelijk de auto uit.

jerome2k8

Bart schreef:Doordat de auto continu zinkt, zal de druk buiten de auto altijd iets groter zijn dan de binnenkant. Het duurt namelijk even voordat dezelfde druk aan de binnenkant van de auto is opgebouwd. Het drukverschil is niet heel groot, maar met een groot oppervlak zoals een autodeur, meer dan voldoende om deze gesloten te houden. Pas als de auto op de bodem ligt en de druk binnen gelijk is aan de druk buiten, dan pas kun je de deur open krijgen. De vraag is of je zo lang je adem in kunt houden

Regel 1 bij het te water raken: zo snel mogelijk de auto uit.

Bedankt voor je reactie. Wat jij zegt dacht ik in principe ook. Totdat ik er achter kwam dat het water dat nodig is om de druk gelijk te maken maar heel weinig is. Als voor 1 liter, 1 bar verhogen maar 1 druppel nodig is, dan is dat voor een hele auto ook niet meer dan een liter (om de druk met 1 bar te verhogen). Aangezien je pas na 10 meter zinken de druk buiten de auto hebt verhoogd met 1 bar zou dit het dus niet kunnen zijn lijkt mij...

help...

kotje

Laat ons veronderstellen dat de ruiten open zijn en de auto bijna direct volledig gevuld wordt met water. Tijdens de beweging naar beneden stroomt het water verticaal langs de auto. Als men nu de deur wil openen zou er een zijdelijkse stroom water moeten plaatsvinden omdat als de deur een beetje opent er een beetje water verplaatst wordt en dit water moet komen van buiten dat naar binnen stroomt, maar omdat de auto zinkt beweegt het water verticaal en ontstaat een weerstand die de deur gesloten wil houden.(Wet traagheid:het water zal zijn richting van stroming willen bewaren)

Als de auto op de bodem staat en gevuld is met water zal de deur gemakkelijk openen: de binnen en buitendruk zijn dezelfde en bij openen deur zal er direct water binnenstromen die de binnen en buitendruk bijna direct gelijk maakt zodanig dat men de deur eerder gemakkelijk kan openen.

physicalattraction

Kotje, kun je dit nader toelichten? Ik snap eigenlijk niet wat je nu gemeld hebt. Als de stroming langs de deur belangrijk is, zou je ook in een rivier niet de deur moeten kunnen openkrijgen, ook al sta je op de bodem. Is dit het geval?

De uitleg van Bart lijkt me in eerste instantie de juiste. intuïtief vind ik het echter moeilijk voor te stellen dat dit drukverschil zo groot is, dus ik ging even rekenen. Stel je bent 10 cm gezakt, dan is het drukverschil tussen buiten en binnen 0,10 m * 0,10 bar/m = 0,01 bar. Een bar komt overeen met 10 N/cm2, dus het drukverschil zou 0,1 N/cm2 zijn. Een autodeur is een 0,5 m2, dus je moet een kracht van 0,5 m2 * 0,1 N/cm2 * 10000 cm2/m2 = 500 N leveren. Is dit onmogelijk?

Jan van de Velde

500 N leveren. Is dit onmogelijk?

Ga naar de badkamer en pak daar de weegschaal, ga weer terug naar beneden. Zoek een stoel, zet die een halve meter van de muur, zó dat je langs de muur kijkt. Zet de weegschaal iets onder schouderhoogte tegen de muur, klem hem met een hand tegen de muur. Probeer nu de weegschaal zo diep mogelijk in te drukken. Haal je 50 kg?

kotje

physicalattraction schreef:Kotje, kun je dit nader toelichten? Ik snap eigenlijk niet wat je nu gemeld hebt. Als de stroming langs de deur belangrijk is, zou je ook in een rivier niet de deur moeten kunnen openkrijgen, ook al sta je op de bodem. Is dit het geval?

De uitleg van Bart lijkt me in eerste instantie de juiste. intuïtief vind ik het echter moeilijk voor te stellen dat dit drukverschil zo groot is, dus ik ging even rekenen. Stel je bent 10 cm gezakt, dan is het drukverschil tussen buiten en binnen 0,10 m * 0,10 bar/m = 0,01 bar. Een bar komt overeen met 10 N/cm2, dus het drukverschil zou 0,1 N/cm2 zijn. Een autodeur is een 0,5 m2, dus je moet een kracht van 0,5 m2 * 0,1 N/cm2 * 10000 cm2/m2 = 500 N leveren. Is dit onmogelijk?

Dat men de deur niet open krijgt bij het zinken moet komen door de beweging van het water langs de deur. Gedurende het zinken zal bij een beetje openen van de deur water verplaatst worden dat moet vervangen worden door water van buiten en door de wet van de traagheid zal dit moeilijker gaan bij een bewegende auto dan een stilstaande auto. Dus bij een bewegende auto meer weerstand. Ik denk dat men in een rivier met stromend water voor een volledig ondergedompelde auto hetzelfde moet krijgen.

jerome2k8

Leuk om te zien dat de discussie een beetje op gang begint te komen...

@Kotje

Het zou een antwoord kunnen zijn, maar ik vind het moeilijk te geloven dat de stroming de reden is, misschien dat het er wel aan bijdraagt? Zou je dit misschien nog verder kunnen toelichten met een berekening?

@physicalattraction

Jouw berekening vindt ik in ieder geval een duidelijke verklaring waarom je de deur niet open krijgt. Na 10 cm zinken lukt dat nog wel, maar na een meter moet je dan al 500 kg aan kracht leveren (toch?), dat gaat niet lukken.

Het enige punt dat dan over blijft is: waarom wordt de druk binnen de auto niet snel even hoog als buiten de auto, want om het drukverschil gelijk te maken is er bij wijze van spreken nog maar 1 liter water extra in de auto nodig!

Het bijvoegen van 1 liter kan niet veel langzamer gaan dan het zinken van bijvoorbeeld 10 cm...

thanks guys!

kotje

Een kwantitatieve verklaring kan ik voorlopig niet geven. Maar de snelheid waarmee de volledig gevulde auto zinkt en de wet van de traagheid hebben er zeker mee te maken.

physicalattraction

Dat men de deur niet open krijgt bij het zinken moet komen door de beweging van het water langs de deur. Gedurende het zinken zal bij een beetje openen van de deur water verplaatst worden dat moet vervangen worden door water van buiten en door de wet van de traagheid zal dit moeilijker gaan bij een bewegende auto dan een stilstaande auto.

Dit zie ik nog steeds niet in. Welk water moet van waar naar waar verplaatst worden? Ik zou zeggen: water dat eerst voor de deur zat, moet nu naar achter de deur, bijvoorbeeld via de onderkant. Nu zie ik echter geen verband tussen de kracht die dat kost en de verticale stroming van het water.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water

Re: Waarom gaat een autodeur niet open onder water