sciencetalk

Hoi!

Ik heb een vraag over het volgende: ik moet berekenen wat er voor nodig is om een staalkabel te laten drijven aan het wateroppervlak. Ik ben van plan dit te doen met lege plasticflessen. Het is een staalkabel van 100 meter lang en een diameter van 6mm. Dichtheid van staal is 7800 kg/m3 (wat zou neerkomen op een totaal gewicht van 21.84 kg), maar de site waar ik de kabel van koop zegt dat de kabel ongeveer 12,5 kg weegt. Iemand een idee hoe dit aan te pakken?

Alvast dank!

Groetjes Moos

Ik kom op een massa van 22,05 kg, voor een massieve kabel.
Maar is die kabel misschien gevlochten uit dunner staaldraad? Dan zit er ruimte tussen.

Misschien is dat de verklaring.

Ja dacht ik ook al aan, er moet in ieder geval uitgegaan worden van het zwaarste gewicht om er zeker van te zijn. Maar enig idee hoe te bepalen hoeveel lege flessen ik nodig heb?

Opwaartse kracht is gelijk aan het gewicht van het verplaatste water.

Een plastic literfles zal een drijfvermogen hebben van circa een kilo, als die helemaal ondergedompeld is.
Iets meer omdat het buitenvolume iets meer dan een liter is, iets minder omdat het eigen gewicht van het plastic er weer van af getrokken moet worden. Netto waarschijnlijk net iets meer dan een kilo.

Bij een glazen fles (met een dikkere en zwaardere wand) zal je waarschijnlijk wat onder die kilo drijfvermogen blijven.
Kortom, 14 literfles zou net voldoende moeten zijn.

Bij een plastic fles loop je het risico dat die ingedrukt wordt, afhankelijk van de stevigheid van het materiaal.

Met een fles of 20 à 25 moet je meer dan voldoende drijfkracht hebben voor kabel en bevestigingsmateriaal.

Om het drijvend te houden zouden 25 literflessen inderdaad genoeg moeten zijn. Maar plastic flessen zijn nogal samendrukbaar, dus als het eenmaal onder water getrokken wordt dan kun je er niet 100% van uit gaan dat het weer boven komt drijven - als het 10 meter diep is en die flessen als ballonnen in elkaar klappen is je drijfvermogen opeens gehalveerd.

Met glazen flessen is het overigens ook een beetje oppassen: De dikste champagneflessen zijn zo zwaar dat de gevuld met lucht zinken in water.

Via een website als https://www.mennens.nl/producten/staalk ... x19-p55675 kun je zien dat de vulfactor van een bepaalde staalkabel 0,53 is. Die zal afhankelijk zijn van de diameters van de gebruikte draden welke strengen vormen.
De vulfactor geeft aan wat de verhouding is van de bepaalde kabel, ten opzichte van een massieve.
Bij de diameter van 6[mm], zie je dat het gewicht van de kabel 13,7 [kg] is, per 100 [m].
Je kunt ook uitrekenen wat de opwaartse kracht is welke door de kabel zelf wordt veroorzaakt. Daarvoor moet je het volume hebben. Voor een massieve 'cylinder' met een diameter van 0,06 [dm] en een lengte van 1000 [dm] is dat pi*0,06^2*1000=11,3 [dm^3] ofwel liter. Via de vulfactor houd je 5,99 [liter] over. Dat staat gelijk aan 5,99 [kg] verplaatst water.
Dus je moet nog 13,7-5,99=7,71 [kg of liter] aan drijfvermogen hebben om de kabel niet te laten zinken. Dat zijn dus 8 plastic flessen van een liter, of 6 anderhalve liter flessen.
Als je iets anders wilt/moet gebruiken, dan denk ik dat ik daarvoor bij drijvers voor sleepnetten zou gaan kijken, of stukken piepschuim in een netje of zo.

Back2Basics schreef: ↑di 29 okt 2019, 10:14 Daarvoor moet je het volume hebben. Voor een massieve 'cylinder' met een diameter van 0,06 [dm] en een lengte van 1000 [dm] is dat pi*0,06^2*1000=11,3 [dm^3] ofwel liter.

De diameter is 6 mm, niet de straal. Jouw volume is vier maal te groot, en daardoor ook het berekende eigen drijfvermogen.

Ik vond het drijfvermogen al aan de zeer hoge kant. Dankjewel!

de vul factor moet ook nog over het drijfvermogen.

verder is die opwaartse krijgt alleen van toepassing als de kabel onder water is.
maar laten we daar maar even van uit gaan.

de inhoud van een fles is over het algemeen groter dan de hoeveelheid vloeistof die er in zit om te voorkomen dat er problemen ontstaan bij het uitzetten of krimpen van de vloeistof

als de hele kabel dicht bij de oppervlakte wilt moeten de flessen zo dicht bij elkaar dat de stijfheid van de kabel zorgt dat deze min of meer recht blijft.

of je moet hem vastzetten zodat de flessen niet na elkaar toegetrokken worden

boertje125 schreef: ↑wo 30 okt 2019, 14:13 de vul factor moet ook nog over het drijfvermogen.

Ik begrijp niet helemaal hoe je dit bedoelt.
Ik zou de lege ruimte tussen de strengen van de kabel niet meetellen voor het drijfvermogen, waarschijnlijk komt die vol met water te zitten.
Maar misschien bedoel je dat ook.

Dat is helemaal wat ik bedoel