hoogte van een waterstraal

Emma stelde deze vraag op 16 december 2011 om 13:27.

De volgende situatie:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:MercuryBarometer.svg

In mijn geval gaat het om water, niet om kwik. 

Stel je voor dat de lange buis als het ware halverwege wordt afgeknipt, zodat het water naar boven wordt gespoten en daarna weer terecht komt in de bak. 

Is er een manier om de hoogte van de waterstraal te bepalen?

De snelheid van het water op het moment dat het uit de buis komt is bekend, evenals de afmetingen van de bak/buis en de inhoud. 

Reacties

Jan op 16 december 2011 om 17:58

Dag Emma,

Ik snap je vraag niet goed denk ik. Kijk, zo'n barometer is ook met water goed te maken, alleen heeft dat dan het onpraktische nadeel dat die buis meer dan 10,30 m hoog moet zijn.

Als je die buis dan echter halverwege doorknipt, dan spuit het water niet omhoog, maar valt het simpelweg naar beneden. Want het werd omhoog gehouden door het luchtdrukverschil (op de bak beneden 1 bar, bovenin de buis 0 bar (vacuüm) ).

Los daarvan is voor een waterstraal die met een bekende snelheid verticaal uit een slang spuit wel ongeveer te berekenen hoe hoog die gaat komen.

Leg eens uit wat je nou eigenlijk precies bedoelt?

Groet, Jan

Theo op 17 december 2011 om 12:56

Jan van de Velde, 16 dec 2011

Als je die buis dan echter halverwege doorknipt, dan spuit het water niet omhoog, maar valt het simpelweg naar beneden.


...en dat dus gewoon door de buis naar beneden.

Je kunt dit controleren door bijvoorbeeld een rietje te nemen, die helemaal onder te dompelen in een bakje water en dan aan 1 kant je duim erop te zetten zodat het rietje daar afgesloten is.  Zet het rietje dan rechtop in het bakje maar zorg dat het open uiteinde van het rietje in het water blijft.

Je zult zien dat het water in het rietje blijft staan. Haal je je duim weg dan loopt het terug de bak in. Laat je je duim op het rietje maar knip je het rietje door (laat iemand anders dit doen of het rietje vasthouden - je het 3 handen nodig) dan zul je zien dat het onderste deel in de bak terugloopt door het rietje.

En in het ideale geval blijft het water wel in het bovenste stuk van het rietje zitten: de luchtdruk duwt tegen het water aan de onderkant en wil dit omhoog duwen. Het water kan alleen maar met eigen gewicht terugduwen maar dat is veel minder dan de luchtdruk. Pas als je je duim weghaalt dan duwt ineens de lucht zowel boven als beneden even hard. En dan maakt het extra gewicht van het water zelf wel uit: dat duwt naar beneden en "dus" is de netto kracht naar beneden gericht: het water valt uit het rietje.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)