Waterraket

lucca

ik loop bij een vrij oude vwo eindexamensom vast...

hij staat ook op http://www.nvon.nl/oud/examen/na-vwo/nav842vb.doc (onder opgave 4)

4. De waterraket

Een waterraket is een stuk speelgoed waarbij een gedeeltelijk met water gevulde "raket" met behulp van een soort fietspomp gelanceerd wordt. In figuur 6 zijn de waterraket en de pomp schematisch getekend.

Door de zuiger naar links te bewegen wordt lucht in de raket geperst via het klepje K1. Dit klepje is alleen open als de druk in de pomp groter is dan die in de raket. De beweging van de zuiger van B tot A noemen we een pompslag.

Door de zuiger terug te trekken wordt via het klepje K2 buitenlucht in de pomp gezogen. Het klepje K2 is alleen open als de druk in de pomp lager is dan de druk b van de buitenlucht.

De zuiger wordt tijdens het pompen telkens verplaatst tussen de uiterste standen A en B.

De afstand AB bedraagt 10,0 cm. Het zuigeroppervlak bedraagt 5,0 cm2. De raket bevat 50 cm3 lucht boven het water.

De druk in de raket is aanvankelijk gelijk aan de druk b van de buitenlucht (b = 1,00105 Pa).

De raket schiet los als de druk in de raket 4,7105 Pa bedraagt.

Neem aan dat de temperatuur van de lucht tijdens het pompen constant blijft. Het volume van de lucht in het verticale buisje wordt verwaarloosd.

In figuur 7 is het verloop van de druk in de pomp tijdens de eerste pompslag als functie van de afstand x van de zuiger tot A weergegeven. Zie ook figuur 6.

a.1. Bepaal bij welke waarde van x het klepje K1 open gaat bij de tweede pompslag.

enige wat ik hieruit kan opmaken is dat

p1 * v1 = p2 * v2

waarin p1 = 1 bar

v1 = 100 cm^3 (50 van raket + 5 *10 zuiger)

--> 1 * 100 = 50 * .....

(100 cm^3 wordt samengeperst tot 50, waardoor druk stijgt naar 2)

tot zo ver lijkt mij het goed...

Dan wordt de zuiger weer teruggetrokken en daalt de druk weer tot 1 bar (vult zich met lucht) als ik nu de zuiger weer induuw gaat de lucht naar de raket, maar pas wanneer de druk 2,0 is (gaat klepje 1 open) dat is als ik de zuiger helemaal indruk, dat kan niet..

Weet iemand waar ik de fout maak?

Sjakko

Ik moest ook even goed kijken. Het is een beetje misleidend. De grafiek is namelijk het drukverloop tijdens de eerste pompslag (de klep staat dan voortdurend open). Voor de druk in de pomp tijdens de tweede pompslag kijk je gewoon naar de volumeafname (volume en druk zijn omgekeerd evenredig). Vanaf 2 bar gaat het klepje open. Dan is de druk in de pomp verdubbeld dus het volume gehalveerd dus x=5.

lucca

uhuh, maar de grafiek vertelt mij, dat de druk bij x =10, 1 bar is en bij x =0 (helemaal ingedruk) 2 bar is, m.a.w. als de zuiger bijna helemaal is ingedruk is de druk in de zuiger(pomp) bijna 2 bar. maar (en dat is ook wat jij zegt)

--> volume 50 cm^3 bij druk 1 en nu moet ik weten bij druk 2

--> p * v = p * v ---> 1 * 50 = 2 * .... 25 cm^3 / 5 = 5 dus x=5 *(had jij ook) maar dat betekent dus dat de druk bij x =5 2 bar is, maar hoezo is dat niet het geval bij de eerste ''pompslag''?

Sjakko

trokkitrooi schreef:uhuh, maar de grafiek vertelt mij, dat de druk bij x =10, 1 bar is en bij x =0 (helemaal ingedruk) 2 bar is, m.a.w. als de zuiger bijna helemaal is ingedruk is de druk in de zuiger(pomp) bijna 2 bar. maar (en dat is ook wat jij zegt)

--> volume 50 cm^3 bij druk 1 en nu moet ik weten bij druk 2

--> p * v = p * v ---> 1 * 50 = 2 * .... 25 cm^3 / 5 = 5 dus x=5 *(had jij ook) maar dat betekent dus dat de druk bij x =5 2 bar is, maar hoezo is dat niet het geval bij de eerste ''pompslag''?

Omdat bij de eerste pompslag het ventiel voortdurend open staat.

lucca

klopt klopt (pok pok..)

als je op de link klinkt zie je ook 16 en 17.

Ik heb als antwoord bij 16 .

50cm^3 + 25cm^3 = 75 cm^3 met druk 2

wordt 50cm^3

75 x 2 = 50 x ...... --> 3 bar

17 schetsen, druk begint wederom bij 1 (bij x =10) en loopt dan tot x =5 (bij bar 5 ) linear naar boven, en vanaf x=5 tot x=0 in een kromme (1/x) naar 3 bar

18. is dan oppervlakte onder kromme dus 4,6 bar - 1 bar = delta3,6 bar en deltavolume = 100 cm^3

--> bar = 10^5 N/m^2 volume = (bijv. m^3) --> levert Nm is joule

dus 100 *10^-6 * 3,6*10^5 = .......Joule = arbeid

klopt dat een beetje ? (bedankt trouwens voor de rest al!)

Sjakko

3 bar

Klopt. Elke slag neemt de druk met 1 bar toe.

17 schetsen, druk begint wederom bij 1 (bij x =10) en loopt dan tot x =5 (bij bar 5 ) linear naar boven, en vanaf x=5 tot x=0 in een kromme (1/x) naar 3 bar

Klopt.

trokkitrooi schreef:18. is dan oppervlakte onder kromme dus 4,6 bar - 1 bar = delta3,6 bar en deltavolume = 100 cm^3

--> bar = 10^5 N/m^2 volume = (bijv. m^3) --> levert Nm is joule

dus 100 *10^-6 * 3,6*10^5 = .......Joule = arbeid

Het is inderdaad de oppervlakte onder de kromme, ofwel

\(W=\int pdV\)

maar dat werkt niet zoals jij zegt; het is geen rechte lijn! Wordt dus "hokjes tellen" als je begrijpt wat ik bedoel.

lucca

som 18 was ook maar een grove schatting,maar ik neem wel aan dat je bedoelt oppervlakte onder kromme 4,6 bar tot 1 bar en niet tot 0 bar.. want volgens mij zegt jouw formule p en diet delta p, of vergis ik me nu...

Sjakko

Ja met p wordt de resultante druk bedoeld, dus inderdaad tussen 1 en 4.6 bar.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waterraket

Waterraket

Re: Waterraket

Re: Waterraket

Re: Waterraket

Re: Waterraket

Re: Waterraket

Re: Waterraket

Re: Waterraket