Uitstroomsnelheid
Marlies stelde deze vraag op 23 juni 2017 om 20:29. Hallo iedereen,
voor school moeten we een praktische opdracht doen en wij doen die over de uitstroomsnelheid. Wat wij onderzoeken is hoe de lengte en de diameter van een slangetje afhangt van de uitstroomsnelheid (als je dus een emmer hebt met onderin aan de zijkant een gat met daarin een slangetje die horizontaal gericht is). Nu hebben we gemeten dat de uitstroomsnelheid het grootst is bij het slangetje met de grootste lengte, maar waarom snappen we nog niet helemaal. Kan iemand ons misschien een beetje op weg helpen?
Alvast bedankt,
groetjes,
Marlies
Reacties
Oeps. Sorry, verkeerd geschreven: ''Wat wij onderzoeken is hoe de lengte en de diameter van een slangetje afhangt van de uitstroomsnelheid'' Ik bedoel natuurlijk hoe de uitstroomsnelheid van de lengte en de diameter afhangt. :-)
Dat bedoel je vast andersom. De uitstroomsnelheid bepaalt niet het slangetje. Wel zou het slangetje de uitstroom kunnen beinvloeden.
Zonder slangetje stroomt het water uit de onderkant van een vat of emmer.
Een slangetje eraan zou volgens jouw metingen de stroming doen toenemen? Dat lijkt me een bijzonder slangetje.
Ik dacht even aan een tuinslang (vaste waterdruk) die naar mate de slang langer wordt ook niet ineens sneller gaat lopen. Tenzij de slang ineens smaller wordt (kleinere diameter). Dan geldt het aloude "behoud van massa" principe: als er 1 m3 water in de slang komt, dan moet er ook weer 1 m3 aan de andere kant uitkomen. Anders hoopt zich het water ergens in de slang op. Die gaat dan opzwellen en zal denk ik knappen of er komt een tegendruk die de waterkraan uiteindelijk minder dan 1 m3 water laat afgeven.
Maar als een uiteinde (of tussenstuk) smaller wordt dan moet die hoeveelheid water wel naar buiten. Als de opening smaller wordt zal het water sneller gaan stromen, omdat lengte x doorsnede = volume gelijk moet blijven. Lengte = snelheid x tijd. Dus kleinere doorsnede is grotere lengte en bij 1 s vaste tijd moet de (stroom)snelheid toenemen.
Een effect wat je vast wel kent bij een tuinslang als je die half dichtknijpt of je vinger op het uiteinde houdt. Het water komt er dan met grotere snelheid uitzetten.
Marlies plaatste:
..//.. Op andere fora zei een aantal mensen ook ....Heb je een linkje?
Marlies plaatste:
...wanneer de lengte groter wordt, de uitstroomsnelheid ook groter wordt. Ik kan het natuurlijk altijd nog mis hebben, maar...Hier wordt toch uitstroomSNELHEID niet verward met leegstroomTIJD hè?
Als het slangetje langer wordt zal de stromingsweerstand groter worden. De stroomsnelheid in het slangetje zal dus afnemen. De tijd nodig om de fles leeg te laten lopen (leegstroomtijd) zal toenemen.
we nemen natuurlijk aan dat slangetjes van verschillende lengte wél dezelfde diameter hebben?
groet, Jan
Is dat dan omdat zij hier de weerstand verwaarlozen?
Nog een forum https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/69735-water-stroomt-sneller-met-extra-stukje-slang/
Hier maken ze echter gebruik van een erlenmeyer dus weet niet of dat vergelijkbaar is.
Aanvankelijk wel. Een vol vat van onderen laten leegstromen is net zoiets als een kraan openzetten en met vaste druk water eruit laten stromen.
> Kan het niet iets te maken hebben met de druk van het water of de atmosferische druk??
Daar zal het alles mee te maken hebben. Maar verandert de luchtdruk wezenlijk tussen bovenop een open vat en aan het uiteinde van de slang? (even aannemend dat alles binnen 2-5 meter hoogte gebeurt). De waterdruk tussen oppervlakte van het water in het vat en de bodem van het vat wel.
Marlies plaatste:
Nog een forum https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/69735-water-stroomt-sneller-met-extra-stukje-slang/Hier maken ze echter gebruik van een erlenmeyer dus weet niet of dat vergelijkbaar is.
en dat is wezenlijk anders dan:
Marlies plaatste:
.... een emmer met onderin aan de zijkant een gat met daarin een slangetje dat horizontaal gericht is
ook in de andere link die je aangeeft:
http://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/25762
is sprake van een verticale uitstroom.
kortom, in de wedstrijd "wie kan het snelst een vat leegmaken" tussen de horizontale slangetjes A en B hieronder wint slangetje A:

en in de situatie als hieronder wint slangetje B**:

groet, Jan
**met de zijdelingse notitie dat er ook manieren zijn om slangetje A te laten winnen in het verticale geval, n.l. met een hoge druk in het vat, en een (zeer) kleine slangdiameter, zodat de drukwinst door lengtetoename kleiner wordt dan de weerstandstoename door lengtetoename.