[natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 5

[natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

A318BB99-3B8D-4D4D-AE1F-12060F07067C.jpeg
Hallo,
Ik heb moeilijkheden met deze vraag. Vanuit de les weten we al dat we de hydrostatische druk op de deur moeten berekenen door middel van de deur eerst horizontaal te projecteren en dan verticaal te projecteren. De verticale projectie (om zo vervolgens de horizontale drukcomponent te berekenen) lukt mij om uit te werken, hierbij hebben we gebruik gemaakt van een drukprisma. Maar bij de horizontale projectie zit ik vast.
Is er iemand die mij kan helpen?
Als je een vraag hebt over de opgave mag je hem stellen :p
Alvast bedankt!!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Gebruikersavatar
Berichten: 2.223

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Ben je er zeker van dat het gegeven antwoord het juiste antwoord is?

Berichten: 5

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

ukster schreef:
wo 26 feb 2020, 19:39
Ben je er zeker van dat het gegeven antwoord het juiste antwoord is?
Normaal wel ja (is antwoord van de Prof)

Gebruikersavatar
Berichten: 806

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Dus je hebt een probleem met het ontbinden van de componenten van een vector?

Een kracht F loodrecht op het oppervlak (de hydrostatische kracht) geeft voor mij de volgende componenten:
\(F_{x}=Fsin(30)\)
\(F_{y}=-Fcos(60)\)
Met x en y de horizontale en verticale component. Deze kracht integreren over het oppervlak geeft de resultante.
De kracht die nodig is dan gewoon de omgekeerde vector zodat de som van de krachten nul is.

Wat is jouw voorlopig resultaat?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 49.093

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

bruno200026 schreef:
wo 26 feb 2020, 18:01
Vanuit de les weten we al dat we de hydrostatische druk op de deur moeten berekenen door middel van de deur eerst horizontaal te projecteren en dan verticaal te projecteren.
Geen idee wat je bedoelt met die projecties. Mogelijk is dat een afgeleide shortcut uit meer basale berekeningen?

Door de massa water rechts van het scharnier te berekenen, en op te delen in een rechthoekje boven die 0,3 m en een driehoek kom je aan het moment van het water boven de deur rond dat scharnier. Met g = 10 kom ik dan aan een moment van 6874 Nm voor dat water
deur.png
bepalen van het moment van die deur zelf wordt ook weer een hele goniometrische rekenexercitie, en dan nog de arm van die tegenkracht bepalen, weer een goniometrische rekenexercitie.

al met al kladder je zo al gauw twee kantjes vol met schetsjes en berekeningen, maar het lukt wel (geen tijd om dit af te maken trouwens)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.223

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

6356N

Berichten: 571

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Jan van de Velde schreef:
vr 28 feb 2020, 11:41
bruno200026 schreef:
wo 26 feb 2020, 18:01
Vanuit de les weten we al dat we de hydrostatische druk op de deur moeten berekenen door middel van de deur eerst horizontaal te projecteren en dan verticaal te projecteren.
Geen idee wat je bedoelt met die projecties. Mogelijk is dat een afgeleide shortcut uit meer basale berekeningen?

Door de massa water rechts van het scharnier te berekenen, en op te delen in een rechthoekje boven die 0,3 m en een driehoek kom je aan het moment van het water boven de deur rond dat scharnier. Met g = 10 kom ik dan aan een moment van 6874 Nm voor dat water

deur.png

bepalen van het moment van die deur zelf wordt ook weer een hele goniometrische rekenexercitie, en dan nog de arm van die tegenkracht bepalen, weer een goniometrische rekenexercitie.

al met al kladder je zo al gauw twee kantjes vol met schetsjes en berekeningen, maar het lukt wel (geen tijd om dit af te maken trouwens)
Ik denk dat je de essentie van het sommetje eigenlijk mist.
Je projecteert nu de verticale componenent van de waterdruk op horizontale vlak. Dat is de ene helft.
Daarna moet je óók de horizontale component van de waterdruk op het vertikale vlak projecteren.
En die twee bij elkaar optellen.

Simpel voorbeeldje: stel dat die deur vanaf het scharnier recht omhoog zou gaan, dan is er exact 0kg water rechts van het scharnier. Toch is er een kracht nodig om de deur op z’n plek te houden.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 49.093

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

CoenCo schreef:
za 29 feb 2020, 00:06
Simpel voorbeeldje: stel dat die deur vanaf het scharnier recht omhoog zou gaan, dan is er exact 0kg water rechts van het scharnier. Toch is er een kracht nodig om de deur op z’n plek te houden.
Dat maakt in een klap mijn misvatting duidelijk, én dat projectieverhaal. Dat water is natuurlijk geen blokje beton.


Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.161

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Ik heb ook een poging gewaagd.
Gebruikt: ρwater = 1000 kg/m3, g = 9,81 m/s2

Moment door horizontale kracht water: 1280,3 N.m
Moment door verticale kracht water: 6874,2 N.m
Moment door deur: 4277,1 N.m

Dan kom ik op een kracht van 5489,1 N.

In de buurt maar niet de gegeven waarde.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 49.093

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Xilvo schreef:
za 29 feb 2020, 10:07
Moment door horizontale kracht water: 1280,3 N.m
Ik vind druk op de bodem 1000 kg/m³ x 9,81 x 0,8 = 7849 N/m²
gemiddelde druk over de hele diepte dan =3924 N/m²
deur 1,5 m breed0.8 m hoog : 4708 N
grijpt aan op eenderde van de hoogte : 1255 Nm aan moment
dan heb jij dus toch met g= 10 N/kg gerekend ondanks wat je schreef?


Xilvo schreef:
za 29 feb 2020, 10:07
Moment door deur: 4277,1 N.m
ik snij de deur in 2 stukken, dat horizontale stukje 30 cm, dat schuine stuk 2 m.
gewicht deur is dan (380 x 9,81)/2,3 = 1621 N/m

moment horizontale stuk = .3 x 1621 x .15 = 73 Nm
moment schuine stuk = 2 x 1621 x (.3 + .865) = 3777 Nm
samen 3850 Nm

Gebruikersavatar
Berichten: 2.223

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

poging3!
schuin oppervlak.png
F(2+0,15√3) = (602,67Nm+1255,37Nm+6213,74Nm+3779,73Nm) = 11851,5Nm
F=5245N (g=9,81)

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.161

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Jan van de Velde schreef:
za 29 feb 2020, 11:44
dan heb jij dus toch met g= 10 N/kg gerekend ondanks wat je schreef?
Klopt. Ik had g even op 10 gezet om te zien hoeveel dat scheelde en niet teruggezet.

Nu echt met ρwater = 1000 kg/m3, g = 9,81 m/s2

Moment door horizontale kracht water: 1256,0 N.m
Moment door verticale kracht water: 6743,5 N.m
Moment door deur: 4195,8 N.m

Dan kom ik op een kracht van 5384,8 N.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.161

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Jan van de Velde schreef:
za 29 feb 2020, 11:44
ik snij de deur in 2 stukken, dat horizontale stukje 30 cm, dat schuine stuk 2 m.
gewicht deur is dan (380 x 9,81)/2,3 = 1621 N/m

moment horizontale stuk = .3 x 1621 x .15 = 73 Nm
moment schuine stuk = 2 x 1621 x (.3 + .865) = 3777 Nm
samen 3850 Nm
Daar ga ik nog eens naar kijken. Ik zie niets fout aan jouw berekening, in ieder geval.
Nou ja, die 0,865 moet 0,866 zijn ;)

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.161

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

Fout in mijn berekening voor de deur gevonden.

Moment door horizontale kracht water: 1256,0 N.m
Moment door verticale kracht water: 6743,5 N.m
Moment door deur: 3852,7 N.m

Dan kom ik op een kracht van 5244,7 N.

Gebruik ik g = 10 dan krijg ik 5346,2 N. In de buurt maar nog steeds niet de 'juiste' waarde.

Voor de 'arm' van kracht F heb ik de lengte van het schuine stuk plus 0,3 * cos(30) genomen, 2 + 0.2598.

Berichten: 5

Re: [natuurkunde] Druk op schuin oppervlak

8610A7A7-D29E-48BF-9CCD-2D210F87E274.png
C5754C39-0F05-4DA8-A57E-951DCF5A0C5E.png
8C0AACB0-B22B-44CE-AFBE-67EB34CE3333.png
Weet niet of het leesbaar is maar hier de oplossing die we net gekregen hebben ;)

Reageer