Druk onderaan leiding

Nick stelde deze vraag op 18 augustus 2008 om 13:02.

Stel ik heb op 20 meter hoogte een vat met water staan. Hieruit loopt een dunne leiding (0,001 m^2) naar beneden.
De leiding onderaan is open.

Met welke snelheid stroom het water nu de leiding uit ?

Reacties

Jaap op 18 augustus 2008 om 19:43

Dag Nick,
Hopelijk mogen we aannemen:
dat het vat open is (de waterspiegel in het vat in contact met de buitenlucht);
dat we de wrijving mogen verwaarlozen;
dat de leiding doorloopt tot 20 m beneden de waterspiegel in het vat.
In dat geval kun je rekenen met de wet van behoud van energie: de zwaarteenergie bovenaan (m*g*h) is even groot als de kinetische energie onderaan (1/2*m*v²).
In 1/2*m*v²=m*g*h kun je de massa wegdelen. Vervolgens kun je de snelheid berekenen.
Groeten,
Jaap Koole

Nick op 20 augustus 2008 om 20:50

Ik had het na wat gepuzzel met bernoulli ook uitgerekend en daarmee kwam ik op 19,81 m/s.

Met ( 1/2*m*v²=m*g*h ) krijg je dat er ook uit, dus dat lijkt me wel juist :)

Echter heb ik nog een vervolgvraag hierop:

Stel je monteerd onderaan de leiding een spuitmond welke is gebogen onder een hoek van 45 graden. Hoe kun je dan berekenen hoe hoog de waterstraal komt? (wind mag verwaarloosd worden)

Werkt dit met de regels van de dynamica? zoals:
y = y0 + (v0)t + 1/2 at^2 ?

 Bedankt alvast!

Jaap op 20 augustus 2008 om 21:57

Dag Nick,
Het is wel aannemelijk dat je met de wet van Bernoulli dezelfde waarde vindt als met de wet van behoud van energie: de wet van Bernoulli komt in wezen neer op de wet van behoud van energie voor 1 kubieke meter vloeistof.
--- Jaap heeft de foutieve rest van deze reactie verwijderd. ---
Groeten,
Jaap Koole

Nick op 21 augustus 2008 om 00:17

aha oke.

De spuitmond staat wel onder een hoek van 45 graden he.  Dan wordt het neem ik aan:

sin (45) * 20  
toch ?

Jaap op 21 augustus 2008 om 15:15

---Jaap heeft zijn foutieve reactie verwijderd---

Nick op 21 augustus 2008 om 15:50

Hmm toch klinkt dit vreemd.

Stel de spuitmond maakt een hoek van maar 1 graden met de horizon.

Dan zou dit water dus alsnog tot een hoogte van 20 m komen ?
Het water komt dan:  20 / tan (1) = 1145,8 m ver.
Dit klinkt zo onreeel ?

Jan op 21 augustus 2008 om 16:52

Dag Nick, Jaap,

 Ik denk inderdaad dat Jaap en jij even een beetje langs elkaar heen praten.

Als die spuitmond onder 45 ° met de horizon staat, dan heeft het uitstromende water een verticale snelheidscomponent van sin (45°) x 20 m/s = 14,14 m/s.

als je dat ind e bewegingsvergelijkingen

v(t) = v(0) + at

en s(t) = s(0) + v(0)t + ½at²

stopt, met a = g = -9.81 m/s

dan komt het water om en nabij 10 meter hoog.

Dit dan wel even afgezien van praktische krachten tussen de watermoleculen in die straal.

Maar de 20 m haalt het niet vanuit een open spuitmond. Je  redeneertrant door dit probleem dóór te trekken tot een spuithoek van 1° is prima, Nick.

Groet, Jan

Nick op 22 augustus 2008 om 13:38

Aha toch met de wetten van de dynamica.

 Ik kwam op 9,095 m als ik v = 14 m/s gebruik.

Bedankt voor de hulp.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft vierentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)