valsnelheid per seconde in water

[Gertjan van der Sel]

Hoi iedereen.

Wie kan mij een formule geven dat ik kan berekenen hoe lang een stuk lood van 85gram er over doet om een onbekende afstand af te leggen in zoet water?

[aadkr]

je weet de massa van het stuk lood
in het BINAS tabellenboek kun je de dichtheid van lood vinden.
dus is het volume van dat stuk lood te berekenen.
op dat stuk lood werken 2 krachten in
1. de zwaartekracht
2. de opwaardsekracht.
dit leidt tot een resulterende kracht op het stuk lood die ongetwijfelt vertikaal naar beneden wijst.

[Michel Uphoff]

Sterk afhankelijk van de vorm van dat stuk lood. Is die bekend?

[tempelier]

Lijkt mij een vrij lastig sommetje.
 
Zoals Michel Uphoff al opmerkte het hangt van de vorm af.
 
Maar zelfs als we aannemen dat het de meest gemakkelijke (en voor de hand liggende) vorm betreft de bolvorm
dan is het nog lastig als het met middelbare school wiskunde moet.
 
De weerstand is in een gas/vloeistof afhankelijk van de snelheid.
In lucht kan dat bij lood en niet al te hoge snelheid wel worden verwaarloosd.
Maar water laat zich niet zo maar opzij zetten en het moet dus worden meegenomen denk ik.
 
Het vinden van de oplossing kan dan via een differentiaal vergelijking.

[Gertjan van der Sel]

Ja vorm is bekend. Deze vorm heet platte peer. Snij een peer van steeltje naar de dikke kant en dit 1,5cm dik.

[Gertjan van der Sel]

Dus tempelier ik zit met deze vraag eigenlijk verkeerd hier.

[aadkr]

dat lijkt mij niet.
in post 2 beweerde ik dat er maar 2 krachten op dat stuk lood inwerken.
dat moet ik corrigeren.
er werken 3 krachten op dat stuk lood in, de kracht die ik niet noemde in post 2 is de wrijvingskracht die het water uitoefend op dat stuk lood.
zoals Michel opmerkte , is de vorm van dat stuk lood belangrijk.
als de vorm van dat stuk lood een perfecte bolvorm is , dan kun je die wrijvingskracht berekenen met behulp van de Wet van Stokes.
als dat stuk lood geen perfecte bolvorm heeft , dan geldt de wet van Stokes nietmeer.
hoe je dan de wrijvingskracht zou kunnen berekenen weet ik niet.

[Marko]

Nog steeds met de wet van Stokes, maar dan moet je een zogenaamde vormfactor toepassen. Wat de vormfactor van een "platte peer" is zou ik echter niet durven te zeggen.

[Gertjan van der Sel]

Oke de wet van stokes. Nou heb ik die niet gehad op school of wel maar ben ik die vergeten zoals zoveel. Wie kan mij deze formule geven?

[Marko]

Wikipedia:
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Stokes'_law

[Gertjan van der Sel]

Heren ik dank u voor u tijd. Ik ga er mee aan de gang en hoop dat het werkt

[Pinokkio]

Wet van Stokes geldt alleen voor laminaire stroming, maar ik denk dat in dit geval de stroming niet laminair maar turbulent zal zijn.
 
Misschien heb je iets aan dit topic:
http://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/184789-versnelling-steen-onder-water/
maar probleem met jouw "platte peer" is dat waarschijnlijk niemand weet wat het verband tussen vormfactor Cd en Re is voor die rare vorm.

[tempelier]

Wat wel zou kunnen is het vraagstuk wat algemener op lossen.
 
Dus laat de wrijving w*v zijn v de snelheid en w een nader te bepalen waarde.
 
Door  #2 (van aadkr) wat aan te passen is er gemakkelijk een differentiaal vergelijking op te stellen.
Deze is dacht ik splitsbaar dus eenvoudig op te lossen.

[Benm]

De berekening is niet fundamenteel anders dan die voor de terminale valsnelheid in lucht. Het lastige is om de parameters te bepalen voor een 'rare' vorm.

Uiteraard is dit wel meetbaar, bijvoorbeeld met een watertunnel (analoog aan een windtunnel) waarbij je een overzicht kunt maken voor de benodigde kracht om een object stil te houden bij diverse stromingssnelheden.