zinkend muntje

Rijco stelde deze vraag op 17 juli 2007 om 09:46.

Mijn vraag is gerelateerd aan mijn fascinatie voor de diepzee.

 Ik wil namelijk weten hoe lang een euro-munt erover doet om op de bodem te landen in het Marianen trog (ca. 11.034 meter diep) als je deze erboven aan het oppervlak laat zinken.

Ik hoop dat u mij kan helpen met deze vraag,

Alvast bedankt en een fijne dag,

 

Met vriendelijke groet,

Rijco van Egdom.  

 

Reacties

Jan op 17 juli 2007 om 12:14

Dag Rijco,

Een muntje in het water zal gaan "dwarrelen" en de snelheid waarmee het daalt is dan ook niet uit te rekenen. Ik zou zeggen, neem eens een handje muntjes en een onderwaterchronometer mee naar het diepe in het zwembad. Ik denk dat een muntje na een decimeter zinken wel al ongeveer een constante snelheid zal hebben (wrijvingskracht = aantrekkingskracht aarde, dus nettokracht = 0 dus versnelling = 0 dus snelheid is constant). Dus als je van een muntje de tijd meet voor de afstand van 1 dm diepte tot de bodem, je rekent de snelheid over die afstand uit, je herhaalt dat een keer of twintig en neemt van die metingen het gemiddelde.

De dichtheid van het water op grotere diepte wordt weliswaar ietsje groter (op de bodem van de Marianentrog zo'n 4,5 % hoger dan aan de oppervlakte), maar ik denk dat dat wel binnen de foutmarge van je metingen zal vallen.

Al met al kun je zo met een plezierig uurtje in het zwembad een redelijke schatting maken van het antwoord op je vraag.

Kom je nog eens hier terug met je metingen en het antwoord?

Groet, Jan

Rijco op 17 juli 2007 om 12:32

Hey Jan,

 Hartelijk bedankt voor je reactie, ik ga zo spoedig mogelijk met het experiment beginnen. Wat ik mij alleen nog afvroeg is, speelt de toenemende waterdruk totaal geen rol in deze opgave (ik ben geen natuurkundige dus vergeef me mijn ongewisse).

 Zodra ik meer weet zal ik het online zetten.

 

Nogmaal bedankt!

 

Jan op 17 juli 2007 om 19:52

Dag Rijco,

In de natuurkunde zeggen dat iets géén rol speelt is meestal een leugen(tje). Zoals ik al zei:

"De dichtheid van het water op grotere diepte wordt weliswaar ietsje groter (op de bodem van de Marianentrog zo'n 4,5 % hoger dan aan de oppervlakte), maar ik denk dat dat wel binnen de foutmarge van je metingen zal vallen."

Dit betekent dat de viscositeit van water een heel klein beetje zal toenemen, waardoor de weerstand toeneemt. Niet alleen dat, de opwaartse kracht van het water zal ook wat toenemen met de diepte (tot zo'n 4,5 % nabij de bodem van de Marianentrog). Maar vanwege dat dwarrelgedrag van je muntje denk ik nog steeds dat "dat wel binnen de foutmarge van je metingen zal vallen".

In dit soort gevallen moet je motto zijn:

A difference that makes no difference is no difference.

Voor sommige andere vloeistoffen onder hoge druk kan dit overigens wel eens heel anders uitpakken. Dat wordt dan een niet leuk stukje fluidodynamica.

Groet, Jan

Bert op 17 juli 2007 om 21:30

Dag Rijco en Jan,

het probleem van het muntje lijkt wel erg veel op vraag 13 van de wetenschapsquiz 2006. Ik meen me te herinneren dat Karel Knip naar aanleiding hiervan in de NRC opmerkte dat de de viscositeit van water juist afneemt bij toenemende druk en voorzover ik kan nagaan (http://www.lsbu.ac.uk/water/explan5.html) is dat bij koud water tot ca. 150 MPa inderdaad het geval. Dit effect is overigens niet onaanzienlijk!

Ook zou je nog kunnen denken aan het effect van de afname van de zwaartekracht, maar dat is juist wel weer heel erg klein.

Groeten, Bert

Jan op 17 juli 2007 om 22:59

Dag Bert,

Zulke mooie informatie als die site van jou had ik niet gevonden. Toch vraag ik me af waarop jij je conclusie baseert dat het effect van de druk op de viscositeit "niet onaanzienlijk" zal zijn. Op 10 km diepte zal de druk ruwweg 100 MPa bedragen. Als ik dan in de grafiek (relatieve viscositeit) voor 4°C (diepwatertemperatuur) interpoleer kom ik op een afname van de viscositeit van ruwweg 5 %, niet meer.

Nou zal een viscositeit van -5% niet zonder meer weg te strepen zijn tegen een opwaartse kracht van +5%, dat zal ongetwijfeld ingewikkelder liggen als we er dieper induiken (pun intended), maar het "niet onaanzienlijk" zie ik niet.

Groet, Jan

Bert op 17 juli 2007 om 23:09

Dag Jan,

gezien het (aanzienlijke?) gedwarrel van het muntje heb je wat mij betreft helemaal gelijk.

Groeten,

Bert 

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)