[natuurkunde] Hoogte berekenen via formule van hydrostatische druk

[workinghard]

Heb je geen opgave voor die oefening? Misschien zijn er details die je niet vermeld hebt.

[workinghard]

Dus welke druk heb je op diepte x?

Beantwoord deze vraag eens.

op diepte x heb ik een druk p = 1000.10.x

[Xilvo]

op diepte x heb ik een druk p = 1000.10.x

... plus de atmosferische druk van 10⁵ Pa.

De totale druk is dus 100000 + 10000.x Pa.

Wat was het volume aan lucht in de beker/cilinder voordat die in het water werd geduwd?

[Jan van de Velde]

Laat mij zo vervelend zijn nog eens te herhalen dat dit voor een meerkeuzevraag, en toch zeker voor die toelatingsexamens, heel anders aangepakt dient te worden. Deze opgaven werken niet achter de komma (moeten ook zonder rekenmachine worden afgewerkt)

druk vóór de proef 1 bar
we duwen de buis onder tot er 14 cm water in de buis dringt, volume wordt dus 140/154=10/11 van wat het was, druk in de buis dus 11/10 bar, 1,1 bar.
Op welke diepte onder water vinden we 0,1 bar overdruk?
op welke diepte bevindt zich dus het waterniveau in de buis?
op welke diepte bevindt zich dus de monding van de buis?
hoeveel buislengte steekt dus nog boven het water uit?
welk meerkeuze-antwoord zit daar het dichtste bij?

[Xilvo]

Mee eens dat dit soort sommetjes uiteindelijk heel simpel gemaakt moeten kunnen worden, zonder veel rekenwerk.
Maar daarvoor moet je eerst wel weten hoe het precies werkt, bijvoorbeeld wat de druk in de beker bepaalt.

Pas als je dat begrijpt kun je bochtjes gaan afsnijden.

[Jan van de Velde]

Maar daarvoor moet je eerst wel weten hoe het precies werkt, bijvoorbeeld wat de druk in de beker bepaalt.

Workinghard moet tot het inzicht komen dat hij intussen al 10 van die u-buissommetjes hier heeft gemaakt, en dat ze allemaal op hetzelfde neerkomen:

1- zoek het evenwichtsniveau.**
2- gegeven móet -onvermijdelijk- zijn welke druk aan de ene kant heerst (al of niet via een voorberekening, zoals hier)
3- daarmee is ook bekend welke druk aan de andere zijde heerst
4- dan eventueel nog een naberekening, hier voor die hoogte water buiten de buis en uiteindelijk de buis.

de getallen zijn door de opsteller bewust eenvoudig hoofdrekenbaar gekozen, tenzij je je leven ingewikkeld wil maken door een onbekende "x" te gaan noemen en vervolgens wiskundige vergelijkingen te gaan opstellen.

**hier is dat evenwichtsniveau de diepte "x" , want daaronder is er alleen water

en dus is het een U-buissommetje:

u.PNG (5.67 KiB) 445 keer bekeken

[workinghard]

rechts van de buis is de druk de atmosferische druk. Links duwt de lucht van een druk van 101400 Pa het water naar beneden

[workinghard]

het verschil van deze drukken is 1400Pa, p = rho . g .h <=> h = p/(rho.g) = 1400/10 000 = 0,14meter?

[workinghard]

op diepte x heb ik een druk p = 1000.10.x

Wat was het volume aan lucht in de beker/cilinder voordat die in het water werd geduwd?

1,54.A

[Xilvo]

op diepte x heb ik een druk p = 1000.10.x

Wat was het volume aan lucht in de beker/cilinder voordat die in het water werd geduwd?

1,54.A

En erna?

[workinghard]

En erna?

1,40A

[Xilvo]

Wat was de druk in de beker voordat die in het water werd geduwd?

[workinghard]

10^5 Pa

[Xilvo]

Mooi. Wat is de druk erna? De hoeveelheid lucht verandert niet, de temperatuur ook niet (noemenswaardig).

[Jan van de Velde]

rechts van de buis is de druk de atmosferische druk. Links duwt de lucht van een druk van 101400 Pa het water naar beneden

noem dat nou eens 154/140 x 1 bar = 11/10 = 1,1 bar, dat maakt alles zo veel inzichtelijker
of voor mijn part 154A/140A x 1 bar = 11/10 = 1,1 bar.
154 en 140 zijn allebei bewust gekozen als veelvouden van 14.

kom voor deze sommetjes alsjeblieft uit die formulekramp. Maak ze als de rekenen-met-verhoudingssommetjes die ze feitelijk allemaal zijn. Een formele aanpak met formules, inclusief rekenen tot 3 cijfers achter de komma, kost ook nog eens bergen tijd die ze je voor deze sommetjes niet geven.