Plaat op een as

Henk stelde deze vraag op 01 december 2016 om 15:41.

 Hoi,

Ik zit met een vraag die te maken heeft met luchtweerstand. De ronde plaat (r=1m) die door de lucht beweegt heeft een hoekverdraaing van 45 graden in 1,25 seconden. de radius van de hoekbeweging is ook 1 meter. 
Hoe kan ik de kracht tgv de luchtweerstand berekenen?

Reacties

Jan van de Velde op 01 december 2016 om 15:45
Dag henk,

De beweging die je probeert te beschrijven blijft me helaas onduidelijk. Heb je er een verklarende afbeelding bij? 

Groet, Jan
Henk op 01 december 2016 om 17:16
Beste Jan,

Ik moet er nog bij vermelden dat de massa van de schijf 2 kilo is.

Bijgevoegd een verhelderende afbeelding

Theo de Klerk op 01 december 2016 om 17:29

Als eenmaal de cirkel met de smalle kant in de wind staat zal er verder geen kracht meer zijn (wind waait erlangs ipv erop, net als bij een vlag) en blijft de cirkel in die stand staan (90 graden zo te zien).
Of is dit een door een motor gedwongen ronddraaiend voorwerp dat nu eens wel en dan weer niet in de (volle) wind staat?

De kracht is dan telkens gelijk aan de druk waarmee de wind op het schild duwt x de effectieve oppervlakte (die van cirkelvormig bij 0 graden via ellips naar 0 bij 90 graden gaat). Voor de helft van de beweging wordt het schild harder gedraaid (extra versnelling door wind, naast die van de motor) en voor de andere helft  langzamer (versnelling tegen de richting van de motor).

Jan van de Velde op 01 december 2016 om 17:54
Ik denk (hoop) dat het geheel in een windstille omgeving hangt? 

Hoe dan ook:
  • elk plekje op de plaat heeft een andere snelheid. 
  • Deel je plaat in gedachten op in kleine plaatjes die ronddraaien.
  • Zoek de luchtweerstandscoëfficiënt op voor een plaat dwars op de luchtstroom (of de plaat beweegt t.o.v. de lucht of andersom doet er niet toe)
  • Bereken voor elk plaatje de luchtweerstand bij die snelheid.
  • Tel al die luchtweerstanden bij elkaar op. (een handige integraal is welkom maar kan ik niet voor je opstellen) 

Maar dat is theorie: dat geldt voor een plaat met daarachter en daarvoor een symetrische drukverdeling en dus een voorspelbare luchtstroom rond de plaat. Dezelfde schijf die je recht voor je uitduwt, met overal dezelfde snelheid t.o.v. de omgevingslucht. Dat is hier duidelijk niet het geval. Ik kan me dus niet voorstellen dat dit nog zo mooi opgaat. 

Ik heb wat rondgegoogled naar een beschouwing van dit roterende geval, maar kan niks zinvols vinden.

groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Clara heeft veertien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)