Schuine worp met luchtwrijving

Tom stelde deze vraag op 29 maart 2007 om 15:40.

Hallo,

Een metalen kogeltje wordt met een bepaalde snelheid onder een hoek met de horizon weggeschoten. Je krijgt dan dus een schuine worp. Luchtwrijving mag niet worden verwaarloosd.

Kan iemand mij één of meerdere formules geven voor een schuine worp? Bijvoorbeeld een formule voor v(t). Ik ken alleen: R = (v0² * sin 2α) / g. Ik weet niet zeker of dat ik aan deze formule genoeg heb.

R = het horizontale bereik, v0 = de beginsnelheid, α= hoek met de horizon, g = gravitatieversnelling aan het aardoppervlak

Ik ken de formule voor de luchtwrijving, namelijk: Fw,l = 0.5 * A * Cw * ρ * v²

Fw,l = luchtwrijving, A = frontale oppervlak, Cw = weerstandscoëfficiënt, ρ = dichtheid, v = snelheid

Moet ik voor A nemen: 0.5 * boloppervlakte = 2πr² ??

En weet iemand hoe ik aan de Cw-waarde van een metalen kogeltje kan komen?

Of is er een formule die de luchtwrijving met een schuine worp in verband brengt?

Alvast heel erg bedankt,

Tom (5 VWO)

Reacties

Jan op 29 maart 2007 om 17:16

Beste Tom,

Het doorsnee-oppervlak van je bol is doodgewoon de oppervlakte van de grootste cirkel die je in je bol kunt tekenen, πr² dus.

 Verder ben ik bang dat ik je moet teleurstellen. Er is geen formule voor een schuine worp met luchtwrijving. Niet omdat we daar te lui voor zijn, maar eenvoudig omdat die wiskundig niet te maken is. Je moet dat numeriek oftewel iteratief oplossen. Dat komt er op neer dat je heel je vlucht in heel kleine stukjes verdeelt (bijvoorbeeld tijdstapjes van 1 ms), en van elk stukje je eindsnelheid uitrekent en gebruikt als beginsnelheid voor je volgende stapje. Gelukkig zijn er computers. Dat is en blijft natuurlijk een benadering, maar het is niet anders. Hoe kleiner je de stapjes neemt, hoe beter je benadering wordt.

 groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Ariane heeft achttien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)