vliegtuig (boeing)

Robert stelde deze vraag op 26 april 2007 om 12:11.

Voor mij heb ik de volgende opgave. Graag zou ik daarbij wat uitleg hebben.

Bij een vliegtuig hangt de kruissnelheid v in m/s samen met de totale vleugeloppervlakte S in m2, het gewicht W van het vliegtuig in newton en met de luchtdichtheid d in kg/m3. de formule is W = 0,3 . d . v2 . S. De luchtdichtheid hangt af van de hoogte van het vliegtuig volgens de formule d = 1,225 . 0,9h met h in km.
Een Boeing 747 heeft een vleugeloppervlakte van 511 m2. De kruissnelheid is 900 km/uur.

Op welke hoogte zal de Boeing 747 vliegen als zijn gewicht 330 ton is? En op welke hoogte bij een gewicht van 270 ton?
Een vliegtuig stijgt op tot de optimale hoogte. Wat kun je zeggen van deze optimale hoogte gedurende de vlucht?

Om de eerste vraag te beantwoorden, heb ik vastgesteld dat:
W = 0,3 . d . v2 . S
d = 1,225 . 0,9h
S = 511
v = 250
Om nu de hoogte te berekenen als het gewicht 330 ton is, moet je de waarde van d kennen. Om de waarde van d te berekenen, moet je weten hoeveel newton, 330.000 kg (= 330 ton) is, om bedoeld aantal voor W te kunnen invullen. Dat laatste nu weet ik niet. Wat is de juiste conversie?
Waaraan is W dan gelijk?


Het antwoord op de tweede vraag lijkt mij te zijn: Dat het brandstofverbruik op die hoogte minimaal is. Klopt dat?

 

Opgemerkt zij dat ik geen natuurkunde in mijn vakkenpakket had, toen ik op de middelbare school zat.

Reacties

Jan op 26 april 2007 om 15:07

Beste Robert,

Je vraag is een beetje verkeerd geformuleerd: het gewicht van de boeing zal geen 330 ton zijn, maar de massa zal 330 ton zijn.

Het gewicht hang er van af hoe hard de zwaartekracht van de aarde aan die massa trekt. Dus de term gewicht is eigenlijk gelijk aan de term zwaartekracht. Fz=W

F= m.a ken je wel. De zwaartekrachtversnelling g van de aarde is 9,81 m/s², en die kunnen we dusvoor de versnelling a gebruiken.

De massa is 330 000 kg.

W=mg = 300 000 kg x 9,81 m/s² = 2 943 000 kgm/s² = 2 943 000 N

Wat kun je zeggen van de optimale hoogte tijdens de vlucht?? Beetje vreemde vraag, want die veronderstelt wel enige voorkennis, n.l. de wetenschap dat een vliegtuig nogal wat brandstof verstookt onderweg, waarmee dus tijdens de vlucht het gewicht afneemt. Veronderstel dus maar dat dat vleigtuig onderweg 60 ton brandstof verstookt, en dus vlak voor aankomst nog 270 ton weegt.... Wat betekent dat lichter worden onderweg voor de optimale hoogte?

succes en groet, Jan 

Robert op 26 april 2007 om 20:15

Op basis van het inmiddels geleerde, namelijk dat het gewicht W van een object gelijk is aan de massa * de gravitatie, oftewel W=m*g, waarbij g=9,81 m/s^2 (waarom eigenlijk per seconde in het kwadraat?), heb ik berekend dat bij een massa van 330.000 kg het gewicht in Newton 3.237.300 is, dus W=3.237.300, resulterend in een hoogte van de Boeing 747 van circa 12,225 km.

Bij een massa van 270.000 kg heb ik berekend dat het gewicht in Newton 2.648.700 is, zodat W=2.648.700 is, resulterend in een hoogte van de Boeing 747  van circa 14,129 km.

Ik concludeer daaruit dat door de verbruikte brandstof de massa van de Boeing 747 met  60.000 kg is afgenomen, waardoor de aarde minder zwaartekracht op de Boeing is gaan uitoefenen, waardoor de hoogte van de Boeing gedurende de vlucht - en daarmee de optimale hoogte, bij de gegeven kruissnelheid van 900 km/uur - met circa 1,904 km is toegenomen.

Is dit natuurkundig zo correct geformuleerd?

Groet,

Robert

Jan op 26 april 2007 om 20:33

g=9,81 m/s^2 (waarom eigenlijk per seconde in het kwadraat?), 

 

een versnelling is een verandering van snelheid (in m/s) in en bepaalde tijd (in s) 

 a= Δv/Δt  met de eenheid (m/s)/s  -meter per seconde per seconde- en dat is dus hetzelfde als m/s²

 

  ..//.. resulterend in een optimale hoogte van de Boeing 747  van circa 14,129 km. ..//..   waardoor de optimale hoogte van de Boeing .....

Verder netjes!

groet, Jan

oscar op 27 april 2007 om 00:08
interessant. ik heb deze vraag ook al eens beantwoord...
Nadine op 02 juni 2007 om 16:19

Maar de v klopt toch niet? Of ligt het aan mij? Want je moet 900 km/h omrekenen naar m/s en dat is dus 25 en dan kwadrateren en dat is 625..
Verbeter me alstublieft als ik het niet goed heb.

Lina op 02 juni 2007 om 17:45
Gegevens:

 

 

 

S = 511 m²

 

v² = 900 km / uur = 250 m/s

 

Gewicht vliegtuig = 330 ton = 330.000 kg

 

 

 

Uitrekenen:

 

 

 

W= 330.000 * 9,81 = 3237300 N

 

 

 

3237300 = 0,3 * d * (250) ² * 511

 

3237300 = 0,3 * d * 31937500

 

3237300 = 9581250 * d

 

d = 0,3379 km/m³

 

 

 

0,3379 = 1,225 * 0,9^h

 

0,2758 = 0,9^h

 

h = 12,25 km

 

 

 

 

 

 

 

Bij 270 ton:

 

 

 

Gegevens:

 

 

 

S = 511 m²

 

v² = 900 km / uur = 250 m/s

 

Gewicht vliegtuig = 270 ton = 270.000 kg

 

 

 

Uitrekenen:

 

 

 

W= 270.000 * 9,81 = 2648700 N

 

 

 

2648700 = 0,3 * d * (250) ² * 511

 

2648700 = 0,3 * d * 31937500

 

2648700 = 9581250 * d

 

d = 0,2764 km/m³

 

 

 

0,2764 = 1,225 * 0,9^h

 

0,2257 = 0,9^h

 

h = 14,14 km

 

Michiel op 05 maart 2008 om 14:00

 

Ik ben  erg benieuwd hoe jullie die laatste stap voor elkaar krijgen.   0,2758 = 0,9^h      

Hoe komen jullie aan die H= 12,45

Ik kan dit wel benaderen.  Maar heb geen idee wat de correcte procedure/formule is om dit uit te rekenen.

Maakt iedereen hier gebruik van een wetenschappelijke rekenmachine? Of rekenen jullie dit echt uit?

Ik ben benieuwd naar jullie bevindingen.

 

met vriendelijke groet,

Michiel

Michiel op 05 maart 2008 om 15:00

Ik zie trouwens dat ik een tikfout in mijn reactie heb staan.

het goede andwoord zoals reeds gegeven is 12.25  en niet zoals ik hierboven stelde  12.45

en ik ben nog steeds razend benieuwd.

Met vriendelijke groet,

michiel

Jan op 05 maart 2008 om 18:51

(dienstmedeling topic op pag 19 modscherm)

 Dag Michiel,

da's een kwestie van logaritmerekenen

0,9h=0,2758  betekent dat 0,9log(0,2758) = h

Sommige rekenmachines hebben een aparte knop Alog(B) of iets dergelijks, voor rekenen met afwijkende grondtallen, maar ook met alleen maar een 10log-knop is de oplossing simpel:

0,9log(0,2758) = 10log(0,2758) : 10log(0,9)

kom je eruit zo??

Groet, Jan

Auke op 13 april 2011 om 15:57

Hoe moet je dan met dat logaritme werken?

Jan op 13 april 2011 om 17:59

Dag Auke,

voor rekenen met logaritmen staat er minstens een heel hoofdstuk ergens in je wiskundeboeken. Wat je preciesmeot doen hangt ervan af wat jet probleem precies is at je ermee moet oplossen.

Hierboven staat een voorbeeldje van hoe je x uitrekent als er bijvoorbeeld staat dat 4x = 12.

dan geldt dat 4log12=x (of, als je in Vlaanderen op school zit, dan schrijf je dat als log412)

In sommige rekenmachines kun je dat rechtstreeks intikken, via een alog b knop of zo.

Als je rekenmachine alleen kan werken met de tienlog (logaritme met grondtal 10, gewoon het knopje "log"), dan moet je hier log 12 delen door log 4.

de uitkomst moet dan 1,792...... zijn.  

en inderdaad, 4 1,792.... = 12 :) 

Er zijn nog meer rekenregels voor logaritmen. Welke regel je toepast hangt af van welk probleem  je moet oplossen.

duidelijker zo?

Groet, Jan

Theo op 13 april 2011 om 23:52

Jan van de Velde, 5 mrt 2008

0,9log(0,2758) = 10log(0,2758) : 10log(0,9)


Wat Jan hier aangeeft is de algemene regel voor het wijzigen van het grondtal van een logaritme. Bijvoorbeeld van grondtal a naar grondtal c

alog b =  clog b / clog a

Uitleg: zie elk zichzelf respecterend wiskundeboek.

De berekening die genoemd werd wordt dan

0,9log (0,2758) =  log 0,2758 / log 0,9  = -0,559 / -0,046 = + 12,152

Voor de logaritme getallen: zie elk logaritme tabellenboek (voor de oudjes onder ons) of het "log" knopje van je rekenmachine (voor de jongere generatie).

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)