Uitstroomsnelheid

Marlies stelde deze vraag op 23 juni 2017 om 20:29.

 Hallo iedereen,

voor school moeten we een praktische opdracht doen en wij doen die over de uitstroomsnelheid. Wat wij onderzoeken is hoe de lengte en de diameter van een slangetje afhangt van de uitstroomsnelheid (als je dus een emmer hebt met onderin aan de zijkant een gat met daarin een slangetje die horizontaal gericht is). Nu hebben we gemeten dat de uitstroomsnelheid het grootst is bij het slangetje met de grootste lengte, maar waarom snappen we nog niet helemaal. Kan iemand ons misschien een beetje op weg helpen?

Alvast bedankt,

groetjes,

Marlies

Reacties

Marlies op 23 juni 2017 om 20:36

Oeps. Sorry, verkeerd geschreven: ''Wat wij onderzoeken is hoe de lengte en de diameter van een slangetje afhangt van de uitstroomsnelheid'' Ik bedoel natuurlijk hoe de uitstroomsnelheid van de lengte en de diameter afhangt. :-)

Theo de Klerk op 23 juni 2017 om 20:39
>hoe de lengte en de diameter van een slangetje afhangt van de uitstroomsnelheid

Dat bedoel je vast andersom. De uitstroomsnelheid bepaalt niet het slangetje. Wel zou het slangetje de uitstroom kunnen beinvloeden.

Zonder slangetje stroomt het water uit de onderkant van een vat of emmer.
Een slangetje eraan zou volgens jouw metingen de stroming doen toenemen? Dat lijkt me een bijzonder slangetje.
Marlies op 23 juni 2017 om 20:50
Dat bedoel ik inderdaad andersom zoals ik al zei. U denkt dus dat het niet mogelijk is dat de uitstroomsnelheid groter wordt wanneer de lengte van het slangetje ook groter wordt? Ik ben er eigenlijk wel vrij zeker van dat dit wel zo is, namelijk... We hebben de metingen zelfs 4 keer uitgevoerd. Er zat een significant verschil tussen van ong. 15 seconden. Op andere fora zei een aantal mensen ook wanneer de lengte groter wordt, de uitstroomsnelheid ook groter wordt. Ik kan het natuurlijk altijd nog mis hebben, maar...
Theo de Klerk op 23 juni 2017 om 21:00
>is dat de uitstroomsnelheid groter wordt wanneer de lengte van het slangetje ook groter wordt

Ik dacht even aan een tuinslang (vaste waterdruk) die naar mate de slang langer wordt ook niet ineens sneller gaat lopen. Tenzij de slang ineens smaller wordt (kleinere diameter). Dan geldt het aloude "behoud van massa" principe: als er 1 m3 water in de slang komt, dan moet er ook weer 1 m3 aan de andere kant uitkomen. Anders hoopt zich het water ergens in de slang op. Die gaat dan opzwellen en zal denk ik knappen of er komt een tegendruk die de waterkraan uiteindelijk minder dan 1 m3 water laat afgeven.
Maar als een uiteinde (of tussenstuk) smaller wordt dan moet die hoeveelheid water wel naar buiten. Als de opening smaller wordt zal het water sneller gaan stromen, omdat  lengte x doorsnede = volume gelijk moet blijven. Lengte = snelheid x tijd. Dus kleinere doorsnede is grotere lengte en bij 1 s vaste tijd moet de (stroom)snelheid toenemen.
Een effect wat je vast wel kent bij een tuinslang als je die half dichtknijpt of je vinger op het uiteinde houdt. Het water komt er dan met grotere snelheid uitzetten.
Jan van de Velde op 23 juni 2017 om 21:04

Marlies plaatste:

..//.. Op andere fora zei een aantal mensen ook ....
Dag Marlies,

Heb je een linkje?

Marlies plaatste:

...wanneer de lengte groter wordt, de uitstroomsnelheid ook groter wordt. Ik kan het natuurlijk altijd nog mis hebben, maar...

Hier wordt toch uitstroomSNELHEID niet verward met leegstroomTIJD hè?

Als het slangetje langer wordt zal de stromingsweerstand groter worden. De stroomsnelheid in het slangetje zal dus afnemen. De tijd nodig om de fles leeg te laten lopen (leegstroomtijd) zal toenemen.
 
we nemen natuurlijk aan dat slangetjes van verschillende lengte wél dezelfde diameter hebben?

groet, Jan 
Marlies op 23 juni 2017 om 21:16
Maar kan je een tuinslang wel hiermee vergelijken? Dat is namelijk niet echt dezelfde opstelling. Kan het niet iets te maken hebben met de druk van het water of de atmosferische druk??

 
Marlies op 23 juni 2017 om 21:20
http://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/25762

Is dat dan omdat zij hier de weerstand verwaarlozen?

Nog een forum https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/69735-water-stroomt-sneller-met-extra-stukje-slang/

Hier maken ze echter gebruik van een erlenmeyer dus weet niet of dat vergelijkbaar is.
Theo de Klerk op 23 juni 2017 om 21:26
>Maar kan je een tuinslang wel hiermee vergelijken?
Aanvankelijk wel. Een vol vat van onderen laten leegstromen is net zoiets als een kraan openzetten en met vaste druk water eruit laten stromen.

> Kan het niet iets te maken hebben met de druk van het water of de atmosferische druk?? 
Daar zal het alles mee te maken hebben. Maar verandert de luchtdruk wezenlijk tussen bovenop een open vat en aan het uiteinde van de slang? (even aannemend dat alles binnen 2-5 meter hoogte gebeurt). De waterdruk tussen oppervlakte van het water in het vat en de bodem van het vat wel.
Jan van de Velde op 23 juni 2017 om 21:56

Marlies plaatste:

Nog een forum https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/69735-water-stroomt-sneller-met-extra-stukje-slang/

Hier maken ze echter gebruik van een erlenmeyer dus weet niet of dat vergelijkbaar is.
het is niet vergelijkbaar, niet vanwege die erlenmeyer, maar omdat de slang daar verticaal hangt, wat de effectieve hoogte van de waterkolom en daarmee het drukverschil vergroot. Zie de afbeeldingen in bericht 15 van die wetenschapsforum-topic.

en dat is wezenlijk anders dan:

Marlies plaatste:

.... een emmer met onderin aan de zijkant een gat met daarin een slangetje dat horizontaal gericht is

Daardoor vergroot de druk in het geheel niet, wel wordt de stromingsweerstand groter.

ook in de andere link die je aangeeft:
http://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/25762
is sprake van een verticale uitstroom.

kortom, in de wedstrijd "wie kan het snelst een vat leegmaken" tussen de horizontale slangetjes A en B hieronder wint slangetje A:



en in de situatie als hieronder wint slangetje B**:


groet, Jan

**met de zijdelingse notitie dat er ook manieren zijn om slangetje A te laten winnen in het verticale geval, n.l. met een hoge druk in het vat, en een (zeer) kleine slangdiameter, zodat de drukwinst door lengtetoename kleiner wordt dan de weerstandstoename door lengtetoename.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)