Stroomsnelheid water

Berjelle stelde deze vraag op 10 januari 2018 om 14:00.

Hallo,

Wat gebeurt er met de stroomsnelheid van het water in verschillende lagen als de stellage aan één kant iets opgetild wordt (zie foto voor verduidelijking). Ik kom hier aan de hand van de tekening ook niet in uit.

M.v.g.

Berjelle

Bijlagen:

Reacties

Tdk op 10 januari 2018 om 14:21
Water zal gaan afstromen: alle moleculen hebben een zwaartekracht. En die is niet meer alleen recht naar beneden (water blijft op zijn plaats) maar kan nu ontbonden worden in een deel langs de schuine helling en daarmee gaat het water afstromen. (Daarom komt al dat Rijn water uit Zwitserland uiteindelijk via Rotterdam naar zee).

Water is tot een zekere stroomsnelheid laminair. D.w.z. het water stroomt als in lagen naar ons toe. De laag die tegen de grond schuurt, gaat het langzaamst, de laag bovenop (het oppervlak wat we zien) het snelst. En alle snelheden ertussen in vind je in de lagen tussen bodem en oppervlak.

Als het water als 1 plak zou gaan bewegen, dan is de snelheid ervan snel te berekenen met (a = 9,81 sin (hellingshoek)  m/s2 en de snelheid neemt dan steeds verder toe met v = at). Maar de wrijving van water met de grond is groter dan de wrijving tussen waterlagen. De grondlaag beweegt het langzaamst.
De wrijving tussen lagen neemt ook toe als het snelheidsverschil groter wordt - uiteindelijk komt er een evenwicht waarin elke laag zijn eigen constante snelheid krijgt.

Hoe die snelheden zijn is ingewikkeld en hoort in het vakgebied stromingsleer of hydrodynamica. Daarover zijn diverse colleges op TU's die een eerste inzicht geven in "ideale" omstandigheden met fikse dosis wiskunde. Praktisch is het vooral experimenteel te bepalen gedrag.
Jan van de Velde op 10 januari 2018 om 15:01

Berjelle plaatste:

Wat gebeurt er met de stroomsnelheid van het water in verschillende lagen als de stellage aan één kant iets opgetild wordt (

dag Berjelle,

Ik ga helemaal mee met het algemene verhaal van Tdk, maar ik begrijp in het geheel niet wat die "stellage" voorstelt, en hoe daar water in zit/doorheen stroomt onder normale omstandigheden, laat staan als de boel scheef gaat. 

Letg eens wat duidelijker de situatie uit aub? 

groet, Jan
Berjelle op 10 januari 2018 om 16:53
Hoi allebei,

Ik ben voor verder onderzoek op zoek naar een manier hoe in alle lagen even snel het water kan stromen (1 cm. per meter ongeveer). Mij leek een praktische oplossing door de stellage aan één kant iets op te tillen, maar heb het vermoeden dat door het kantelpunt in de bovenste laag het water harder gaat stromen dan de onderste laag bijvoorbeeld.

M.v.g.
Theo de Klerk op 10 januari 2018 om 17:05
Dat kan wel kloppen.

De helling is voor alle planken uiteindelijk hetzelfde en daarmee het stromingspatroon ook. Alleen krijgen de bovenste planken door jezelf een grotere beginsnelheid. Immers door de stellage schuin te houden, zullen de bovenste planken een grotere afstand horizontaal verschuiven dan de onderste planken. En daardoor een grotere horizontale snelheid erbij krijgen.

Water op de bovenste planken heeft dan een snelheidsvoordeel op water op de onderste planken.
Berjelle op 10 januari 2018 om 17:26
Wanneer de hellingshoek overal gelijk is zou je zeggen dat het water overal even hard stroomt. Daarnaast lijkt me ook dat de afstand die het water naar links (horizontaal gezien) toe moet nemen, rechts evenredig af zal nemen toch? Maar ik durf dit niet met zekerheid te zeggen.

M.v.g.
Theo de Klerk op 10 januari 2018 om 18:07
De hoek is wel hetzelfde en daarmee de zwaartekrachtversnelling langs de helling. Maar de beginsnelheid waarmee ik vanaf de helling glijd is op de bovenste planken groter. Domweg omdat ik die planken verder uit hun oorspronkelijke positie verschuif.
Berjelle op 10 januari 2018 om 19:13
Ik snap de redenering. Ik wil u daar graag voor bedanken!

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)