berekeningen in vacuum

[aardbewoner]

Hallo,

Berekeningen van druk zijn er genoeg maar hoe werkt dit in vacuum?

Zuiger in een kant afgesloten cilinder Dia 10 cm aan de cilinder gewicht van 10 Kg.

Hoever "zakt" de zuiger? Wat als er 100 Kg aan hang.Dit omdat ik redeneer dat als de druk 0 is de zuiger niet meer kan zakken.Dit in tegenstelling bij druk.

Wat mis ik ?

[physicalattraction]

Je vraag is vrij onduidelijk. Kun je een plaatje van de situatie maken en hier posten?

[pgbakker]

Dag Aardbewoner,

Bij dit probleem gaat het om krachtenevenwicht. Het drukverschil over de zuiger geeft een kracht die gelijk is aan het gewicht van de zuiger. Is de druk aan de cilinderzijde van de zuiger nul(vacuüm) dan mag het gewicht van de zuiger niet groter zijn dan de kracht tgv de buitendruk. Is dat wel het geval dan is evenwicht niet mogelijk. Je kunt het allemaal precies op formule brengen, dan zie je heel mooi wat er gebeurt als je de druk aan de cilinderzijde kleiner maakt of wanneer je de zuiger zwaarder maakt.

Probeer het maar eens op formule te brengen.

Gr. pgbakker

[aardbewoner]

Was ziek sorry , Wat ik bedoel is :begin als tekening disk in cilinder 1 cm ruimte dus druk 1 Atm. Als ik nu op punt a 10 Kg hang zakt de zuiger, volgens mij nog 1 cm tot de druk 0 is, dus 2 cm van bovenkant.

Mijn punt is wat als ik er nu 100 Kg aan hang blijft het dan 2 cm ?Want minder als 0 kan dus niet. Aannemende dat de zuiger niets weegt en perfect afdicht.

Het berekenen onder druk is geen probleem,kan alleen niets vinden de andere kant op.

PS. bouwjaar is 1953 dus alles is wat lang geleden

schets 1044 keer bekeken

[Jan van de Velde]

Wat ik bedoel is :begin als tekening disk in cilinder 1 cm ruimte dus druk 1 Atm. Als ik nu op punt a 10 Kg hang zakt de zuiger, volgens mij nog 1 cm tot de druk 0 is, dus 2 cm van bovenkant.

als er eerst 1 cm ruimte was met 1 atm, en je rekt dat uit naar het dubbele volume (2 cm ruimte bij zelfde doorsnede) dan daalt de druk naar 0,5 atm (dubbel volume,halve druk, omgekeerd evenredig verband).

Trek je de zuiger uit tot er 100 cm ruimte boven is, dan zal er dus nog 0,01 atm druk boven hangen.

Als we dat helder hebben (?) kunnen we eens naar de kracht gaan kijken die nodig is om de zuiger naar beneden te trekken tot een bepaalde hoogte.

[Anton_v_U]

Je mag 1 atm gelijkstellen aan 10N/cm². De kracht op de zuiger van ca. 78,5 cm² aan de buitenkant is dus 785N.

Als je er een gewicht aan hangt dat groter is dan 785N (massa ca. 80 kg) dan komt de zuiger dus helemaal los.

Het is dan geen kwestie van hoe ver de zuiger zakt want hij zal blijven zakken; er is immers een resultante kracht op de zuiger naar buiten toe.

De formule voor hoever de zuiger zakt kun je bepalen in twee stappen:

(1) de wet van Boyle: P x V = constant (bij constante temperatuur) leidt tot: P_binnen= P₀l₀/l P₀ de luchtdruk, l₀ = 1 cm in jouw probleem en l de positie van de cilinder. Zoals te verwachten gaat de binnendruk naar 0 als l zeer groot wordt.

(2) krachtenevenwicht: AP₀l₀/l + mg = P₀A met A het oppervlak van de cilinder en m het gewicht dat er aan hangt.

Omwerken: l = l₀AP₀/(AP₀ - mg)

Merk op dat l oneindig wordt als AP₀ = mg of m = AP₀/g (ruim 80 kg)

De cilinder blijft naar beneden bewegen zoals hier boven beredeneerd; voor deze waarde van m en nog grotere waarden heeft de formule eigenlijk geen betekenis want er is geen evenwicht en dat was het uitgangspunt bij het afleiden van de formule.

Kijk ook eens naar: http://nl.wikipedia....er_halve_bollen

[aardbewoner]

Ok dat is helder Jan.

Anton v U zei : het is dan geem kwestie van hoe ver de zuiger zakt want hij zal blijven zakken.

Dat lijkt mij onmogelijk.

[Anton_v_U]

Anton v U zei : het is dan geem kwestie van hoe ver de zuiger zakt want hij zal blijven zakken.

Dat lijkt mij onmogelijk.

Soms houdt je intuïtie je voor de gek.

De kracht aan de binnenkant van de zuiger wordt (nagenoeg) nul als je hem ver uittrekt.

Aan de buitenkant is de kracht gelijk aan de luchtdruk x het oppervlak (naar binnen toe gericht). De luchtdruk duwt hem terug (eigenlijk is het foutief om te zeggen dat het vacuüm zuigt want het vacuüm doet helemaal niets)

Als je harder trekt dan de luchtdruk duwt, dan werkt er een resultante kracht naar buiten op de zuiger. Die beweegt (versnelt) dus naar buiten want een voorwerp waarop een resultante kracht werkt versnelt in de richting van de resultante kracht (de 2e w v Newton mag je blindelings toepassen, klopt altijd in een niet relativistische context).

[Michel Uphoff]

Dat lijkt mij onmogelijk.

Pak in gedachten een injectiespuit, en houd je vinger op de opening aan de voorkant (het beetje lucht dat nog in de het puntje van spuit zit verwaarlozen we even of we vervangen het door een paar druppels water). Als jouw redenatie zou kloppen lukt het niet om de zuiger van de spuit verder uit te trekken omdat de druk minder dan 0 Bar zou worden, maar natuurlijk lukt dat wel

Er was om te beginnen geen lucht en dus geen luchtdruk (0 Bar) in de spuit, en na uittrekken van de zuiger is nog steeds geen lucht en dus geen luchtdruk (0 Bar) in de spuit.

Het is de druk van de lucht buiten de spuit die de zuiger terug wil persen, en die druk veroorzaakt de kracht die we tegen willen werken. Die atmosferische druk is 1 Bar (1 kg/cm²) en wijzigt niet. Dus hoe ver we de zuiger ook terug trekken, de benodigde kracht daarvoor wijzigt niet. Die blijft 1 kg (beter, 10 N).

Andersom echter werkt het niet zo. Als je lucht in de spuit wilt samenpersen zal je steeds meer kracht nodig hebben om de zuiger in te drukken. De druk in de spuit neemt almaar toe nu je dezelfde hoeveelheid lucht in een steeds kleiner ruimte wilt persen.

[aardbewoner]

Mmm beide klinken logisch,vind het nog steeds heel abstract dat je niks kan vergroten

Maar als gezegd alles ooit geleerd hebt is over druk,wel dat de lucht in de cilinders geperst werd en niet gezogen.

Mijn dank voor de uitleg.