Luchtwrijvingscoëfficiënt bepalen met evenredigheidsconstante
Ruzanna stelde deze vraag op 26 januari 2019 om 14:20.Hallo!
We hebben laatst een practicum gedaan, en moeten daarvoor nog een paar dingen uitwerken. Onder andere evenredigheidsconstante bepalen. Dat is me gelukt! Maar ik heb geen idee wat ik moet doen bij de volgende vraag:
"Bepaal met behulp van de evenredigheidsconstante de luchtwrijvingscoëffiënt."
Er is ons in de les verteld dat we GEEN gebruik mochten maken van
Fw= 1/2 * Cw * A * p * v^2
Wat eigenlijk geen optie is, aangezien ik geen gegevens heb van de frontale oppervlakte.
Maar ik heb nu dus geen idee hoe ik de luchtwrijvingscoëfficiënt moet bepalen met de evenredigheidsconstante... zijn die gelijk??
Ik heb de volgende gegevens:
-Fw,lucht (N)
-snelheid (m/s)
-massa(g)
-tgem(s)
Misschien ook handig om te weten dat het gaat om een constante snelheid, er een wortelverband was tussen de snelheid en luchtwrijvingskracht en we bezig zijn met de eerste en de tweede wet van Newton.
Ik hoop dat jullie kunnen helpen!
Alvast bedankt.
Ruzanna
Reacties
Blijkbaar bedoelt men dat Fwrijving = kv2 en dat je de waarde van k moet bepalen (en die k = 1/2 Cw A ρ maar je moet de waarde bepalen uit de metingen en niet door de "bekende" waarden van Cw, A en ρ te gebruiken).
Dus zet eens de wrijvingskracht uit tegen v2 en bepaal de helling van de grafiek. Dat moet met de richtingscoefficient k van F = kv2 overeenkomen...
Ruzanna plaatste:
"Bepaal met behulp van de evenredigheidsconstante de luchtwrijvingscoëffiënt."
Er is ons in de les verteld dat we GEEN gebruik mochten maken van
Fw= 1/2 * Cw * A * p * v^2
Wat eigenlijk geen optie is, aangezien ik geen gegevens heb van de frontale oppervlakte.
dat klinkt dus aan alle kanten als een spraakverwarring
onder "evenredigheidsconstante" zouden we de "k" uit Fw= k·v² kunnen verstaan, of net zo goed de richtingscoëfficiënt van een F/v² grafiek.
onder "luchtwrijvingscoëffiënt" verstaan we in het algemeen alleen maar die Cw-waarde. Wil je die uit die "k" gaan halen, dan kan dat niet zonder frontaal oppervlak A en dichtheid ρ van het medium, en dus feitelijk niet zonder die formule. Althans, ik zie niet hoe.
Ik kan hier prima uitvoeren een opdracht als:
"bepaal met behulp van je grafiek de evenredigheidsconstante "k" .
Maar jouw opdracht zoals je hem hier noteert? Nee.... :(
Ruzanna plaatste:
Ik heb de volgende gegevens:
-Fw,lucht (N)
-snelheid (m/s)
-massa(g)
-tgem(s)
Misschien ook handig om te weten dat het gaat om een constante snelheid, er een wortelverband was tussen de snelheid en luchtwrijvingskracht en we bezig zijn met de eerste en de tweede wet van Newton.
Is het mogelijk een letterlijke kopie te uploaden van je héle opdracht?
groet, Jan
Hier onder de héle opdracht + wat ik al heb!




Overigens, heb ik nergens een F/v² grafiek, ik weet niet of ik ergens iets fout heb gedaan bij de coördinatentrasformatie?
Ruzanna plaatste:
aangezien ik geen gegevens heb van de frontale oppervlakte.

en dit is wel een redelijk slordig

zo'n papieren kegeltje woog geen kilogram, zéker weten. Want als je er dan 5 met de punt naar beneden van 2 meter hoogte laten vallen sla je gaten in de vloer van het practicumlokaal. Dus die zwaartekracht (is -luchtweerstand) heb je véél te groot berekend.
Ruzanna plaatste:
Overigens, heb ik nergens een F/v² grafiek,
Omdat je je krachtenberekening verblunderd hebt moet je toch nieuwe grafieken gaan laten maken. Dus let dan gelijk op de volgende puntjes:
1) Voor die evenredigheidsfactor "k" uit F=k·v² ben je het handigst bezig als je er gelijk een F/v² grafiek van maakt: excel berekent dan gelijk de richtingscoëfficiënt en daarmee die "k" voor jou.
2) je huidige grafiek is geen rechtevenredig verband.
Help excel dus mee de werkelijkheid een beetje beter te benaderen door ook v=0 dus F=0 mee te nemen, en excel te dwingen dat punt precies mee te nemen, zodat die beginwaarde (hier 0,2573) verdwijnt.
Enfin, je hebt al wat poetswerk, laten we maar eens zien wat dat oplevert.
Groet, Jan
Ze wogen inderdaad zeker geen 1 kilogram...
Okay, dat heb ik aangepast!
" De een in het kwadraat of de andere onder de wortel, zou dat eigenlijk gelijkwaardige richtingscoëfficiënten geven denk je? Weetniet? Kwestie van ze allebei even in excel steken dan, dan zie je het gelijk."
Nee, dit klopt niet, althans niet met mijn grafieken. Als ik bij wortel Fw,lucht is de richtingscoëfficiënt namelijk 13,044 bij v2 is dat 159,63....
"Help excel dus mee de werkelijkheid een beetje beter te benaderen door ook v=0 dus F=0 mee te nemen, en excel te dwingen dat punt precies mee te nemen, zodat die beginwaarde (hier 0,2573) verdwijnt."
Het is me gelukt om het te verkleinen...maar op 0 krijgen lukt me niet...het is nu 0,0618...is dat heel erg?
Over de frontale oppervlakte...die hebben we niet gemeten, en ik heb die conussen ook niet meer, dus ik kan het nu ook niet meer kijken wat dat was.
Ook zit ik er nog steeds mee dat er gezegd is niet die formule te gebruiken...
1) Voor die evenredigheidsfactor "k" uit F=k·v² ben je het handigst bezig als je er gelijk een F/v² grafiek van maakt: excel berekent dan gelijk de richtingscoëfficiënt en daarmee die "k" voor jou.
Misschien een stomme vraag...maar is die k dan de luchtwrijvingscoëfficiënt?
Ook vraag ik me af of het wel de bedoeling is om een F/v2 grafiek te maken...
Ik heb nu het volgende trouwens:

Ruzanna plaatste:
"Help excel dus mee de werkelijkheid een beetje beter te benaderen door ook v=0 dus F=0 mee te nemen, en excel te dwingen dat punt precies mee te nemen, zodat die beginwaarde (hier 0,2573) verdwijnt."
Het is me gelukt om het te verkleinen...maar op 0 krijgen lukt me niet...het is nu 0,0618...is dat heel erg?
Maar omdat dat toch een zéker punt is kan excel dat best hoor:
In excel 2010 (in een andere versie kan dat weer een beetje anders verstopt zitten) :
dan jouw v/F grafiek:
daar ga je toch aub geen lineaire trendlijn voor kiezen hè, foei


(die rooie is van mij, handmatig)
Ruzanna plaatste:
Ook zit ik er nog steeds mee dat er gezegd is niet die formule te gebruiken...
Ruzanna plaatste:
1) Voor die evenredigheidsfactor "k" uit F=k·v² ben je het handigst bezig als je er gelijk een F/v² grafiek van maakt: excel berekent dan gelijk de richtingscoëfficiënt en daarmee die "k" voor jou...//..
Ook vraag ik me af of het wel de bedoeling is om een F/v^2 grafiek te maken...
We kennen de relatie F=k·v² . Daaruit volgt dat de evenredigheidsfactor k gelijk is aan F/v² . En dus maken we een F/v² grafiek, dan ben je tenminste in één keer klaar.
en dan vind ik met jouw gegevens dit:
Ruzanna plaatste:
Misschien een stomme vraag...maar is die k dan de luchtwrijvingscoëfficiënt?
en dat is dan zo zoetjes aan inderdaad een vraag waarvan Maxima zou zeggen "beetje dom..."

Jan van de Velde plaatste
onder "evenredigheidsconstante" zouden we de "k" uit Fw= k·v² kunnen verstaan, of net zo goed de richtingscoëfficiënt van een F/v² grafiek.
onder "luchtwrijvingscoëffiënt" verstaan we in het algemeen alleen maar die Cw-waarde. Wil je die uit die "k" gaan halen, dan kan dat niet zonder frontaal oppervlak A en dichtheid ρ van het medium, en dus feitelijk niet zonder die formule. Althans, ik zie niet hoe.
En dan ga je nu, als je een beetje redelijk het frontale oppervlak van je kegel inschat (pak een vel papier, en knip er een uit die ongeveer zo groot is als je had) maar eens moeten zien of je via die k van 0,0057 op een Cw voor je kegel uit komt die een beetje lijkt op wat BINAS zegt in tabel 28A.
groet, Jan
Meer het feit dat er gevraagd werd een v/F grafiek te maken.... (Al begin ik ondertussen te denken dat dat een foutje is...)
Ik ben nu een stuk verder gekomen, F/v en F/v2 zijn gemaakt en gelukt, ik ben daarna veder gaan rekenen met 0,0057...
Ik heb een connus genomen met een radius van 7 cm, daaruit volgde een A van 153,94 cm2 oftewel 0,015394 m2.
Uit Binas tabel 12 volgde dat de dichtheid van lucht 1,293 kg/m3 is.
Daarna dus formule ingevuld:
k = A x ρ x Cw
0,0057 = 0,015394 x 1,293 x Cw
Cw = 0,2863682388
In de Binas staat 0,50
Dus ja... doe ik weer eens iets fout of klopt dit gewoon? En ik die 0,2/0,3 verschil heel erg??
Ruzanna plaatste:
Hoezo?? Niemand toch die dat vraagt/eist? Althans, in de stukken die je meestuurde vind ik daar niks van terug.Meer het feit dat er gevraagd werd een v/F grafiek te maken.... (Al begin ik ondertussen te denken dat dat een foutje is...)
dan lees je dat veel te letterlijk.
Ik heb een connus genomen met een radius van 7 cm, daaruit volgde een A van 153,94cm² oftewel 0,015394m2.
En, uit standaard 80 gramspapier geknipt, vraag ik me af of dat nog wel maar 1,00 gram woog. Gaat eerder richting de 2 g lijkt me. Ik vraag me überhaupt wat af bij de nauwkeurigheid (tot op de honderdste gram nauwkeurig) waarmee jij die massa noteert voor een met de hand uit papier geknipte cirkel met een hapje eruit, denk daar nog eens over?
Ruzanna plaatste:
Dus ja... doe ik weer eens iets fout of klopt dit gewoon? En ik die 0,2/0,3 verschil hee erg??En blijf altijd één ding beseffen:
In theory, there is no difference between theory and practice.
In practice, there is....
Benoem afwijkingen trouwens liever niet als "verschil", maar als een factor, een percentage. Dat zoekt ook veel makkelijker naar systeemfouten. Jij vond ruwweg de helft van de tabelwaarde. Zoek eens kritisch rond naar een factor 0,5 (of 2), wie weet vind je wat. Laat ik je wat tijd besparen: je vergeet wat, ergens in je allerlaatste stappen.
Groet, Jan
Originele formule is Fw,lucht = ½ x Cw x p x A x v2...
En ik heb die 1/2 weggelaten...
Dus dat zou betekenen...
k = 1/2Cw x p x A
dat zou dus betekenen dat de Cw die ik nu heb... 0,2863682388 de helft is van wat het eigenlijk zou moeten zijn...dus dan zou het zijn 0,5727364776
Dus ik denk...dat dit min of meer klopt?
Of ik ben weer gewoon heel raar aan het denken...

nee hoor, we zijn er wel .
En met een eigenlijk verduiveld mooi resultaat, binnen de 20% van een theoretische tabelwaarde (want die is ook maar dat) , dat is dus een redelijk betrouwbaar schoolproefje.
Nou nog een nette, kritische beschouwing op je werk, je materiaal etc.
succes verder, Jan
Ah super! Heel erg bedankt!
"ga niet met je meetgegevens een keer of tien die formule zitten invullen en dan een gemiddelde van je uitkomsten zitten nemen",
of zoiets.
Een van de leerdoelen hier is omgaan met richtingscoëfficiënten, en beseffen dat er in die gevonden richtingscoëfficiënt meer dan één beïnvloedende factor verstopt kan zitten.
Groet, Jan
Ik zou nog laten weten wat mijn docent eigenlijk bedoelde.
Blijkt dat de hele klas het een beetje fout had begrepen omdat het wat vaag gezegd was.
Er werd ons verteld dat we die formule niet mochten gebruiken, maar dat bleek alleen het geval te zijn voor het tabel aan het begin, zodat we konden in zien dat, omdat het een constante snelheid had de zwaartekracht gelijk was aan Fw,lucht.
Bij de laatste opdracht mochten we het blijkbaar wel gebruiken.
En nogmaals heel erg bedankt voor u hulp!
Graag gedaan.
Dank voor de terugkoppeling. Mijn eigenwijsheid heeft zich weer eens terugbetaald :)
Levensles: misverstanden kosten bèrgen tijd en energie....
succes verder, Jan
Ik wilde u nog namens ons groepje en een ander groepje heel erg bedanken! We hebben gisteren onze cijfers te horen gekregen en waren er erg blij mee! Een 9,4 voor ons en het andere groepje een 8.9! 2 slordigheids foutjes maar de rest klopte allemaal!
Heel erg bedankt voor uw hulp!