In een kantoor zijn de stoelen vaak voorzien van luchtvering.

 

De luchtvering bestaat uit een met lucht gevulde cilinder, die volledig is afgesloten door een wrijvingsloze zuiger. De lucht in de cilinder kan worden opgevat als een ideaal gas en de massa van de zuiger is te verwaarlozen. De inwendige diameter van de cilinder bedraagt 6,0 cm. In onbelaste toestand is de lengte van de luchtkolom in de zuiger 30 cm, en is de druk in de cilinder gelijk aan de atmosferische druk (1,0 x 10⁵ Pa). De omgevingstemperatuur bedraagt 20 graden Celsius. De processen verlopen isotherm.

 

Vervolgens wordt de zitting van de stoel op de zuiger bevestigd. De masa van deze zitting bedraagt 3,2 kg.


a.       Bereken de druk in de cilinder.

Iemand met een massa van 90 kg gaat op de stoel zitten. De zuiger van de luchtvering daalt hierdoor zodat de persoon lager komt te zitten.

b.      Bereken de lengte van de luchtkolom in de cilinder in deze situatie.

Men vraagt zich af of een andere omgevingstemperatuur veel invloed heeft op de werking van de gasvering. Bij de nu volgende vragen wordt uitgegaan van een omgevingstemperatuur van 33 graden Celsius. De atmosferische druk blijft 1,0 x 10⁵ Pa.

c.       Bereken de druk in de cilinder als de stoel onbezet is.

Opnieuw gaat iemand van 90 kg op de stoel zitten. Daardoor daalt de zuiger en dus ook de zitting opnieuw.

d.      Bereken de lengte van de luchtkolom in de cilinder in deze situatie.

-

a. Ik heb eerst de zwaartekracht berekend (3,2 kg x 9,81) en vervolgens de oppervlakte van de cilinder (2 x pi x r²) en daarna gebruik gemaakt van p = F/A.

b. ???

c. Ik maakte gebruik van p1/t1 = p2/t2. (p1 = 1,0x10⁵ Pa, t1 = 306K en t2 = 273K) ?.

d. ???