vallende kegels
Sabina stelde deze vraag op 11 juni 2021 om 09:53. Hallo,
ik moet een verslag maken over vallende kegels en daarbij elke keer de massa veranderen.
hieruit moet ik dan de cw-waarde halen, maar ik snap een paar dingen niet, ergens in een eerdere vraagbaak had iemand ook de eindsnelheid tegen de massa uitgezet dat heb ik ook gedaan, er komt een wortelverband uit ik heb die met coordinatentransformatie omgezet maar ik weet niet zo goed wat de rico moet zijn, want als ik cw=(A∙ρ/g *wortel m)/ vmax doe dan komt er iets van 200 uit
en ik weet niet hoe als het getransformeerd is hoe de trendlijn dan door 0 gaat. En in de handleiding staat ook dat we in de de analyse en meetgegevens ook een model moeten hebben maar wat moet je daar precies mee doen? En als er ook wat onevenheden zijn en fouten moesten we bedenken hoe dat zou kunnen komen in de discussie. We moesten drie manieren bedenken, één daarvan hadden we bedacht dat dat de tocht zou kunnen zijn, maar wat zouden er nog meer kunnen zijn?
m(g)
Vmax (m/s)
1,51
1,05
1,87
1,25
2,21
1,38
2,63
1,40
3,47
1,67
4,28
1,70
alvast erg bedankt,
Sabina
Reacties
Als F = cw X (waarin X = 1/2 ρ A v2) dan is de richtingscoëfficiënt
cw = F/X en daarmee (1/X=) constante 2/(ρA) * 1/v2
ik heb nu de cw waarde uitgerekend uit de getransformeerde grafiek, maar het opvallende is dat ik wel op een redelijk waarde uitkom ( 0,46 is bijna 0,5) maar mijn rechte, de gestippelde is de lijn die staat voor mijn meetpunten, die gaat niet door nul, ik heb met excel er nog een trendlijn bij gedaan die wil door nul zou gaan de normale blauwe, maar die komt natuurlijk niet overeen met de meetpunten, weet u misschien waar dit aan ligt en wat er fout gaat?
Sabina


Ik zie v = (wortel trekken), maar ik zie niet een wortelteken om g/(½cwAρ) staan. Als je gaat worteltrekken moet dat wel op elke factor aan de andere kant gebeuren.
Ik zie de dichtheid van lucht verblijd worden met een extra factor 1000. Dat is niet nodig. Kijk nog eens in de BINAS of ander tabellenboek. Waar vind je deze factor? (Onthoud: een kubieke meter lucht weegt ongeveer 1 kg).
Ik neem aan dat de oppervlakte van de doorsnede van de kegel inderdaad 2,27 dm2 is. Ongeveer zo groot als twee geodriehoeken als je daarmee een vierkant vormt.
De coördinaattransformatie kun je op twee manieren doen:
1) m uitzetten tegen v2. (m verticaal, dus). Dan heb je geen last van wortelen.
2) √(m) uitzetten tegen v. (m verticaal). Dan werk je wel met wortels.
Beide methoden leveren (logischerwijs, want dezelfde gegevens) cw = 1,0.
Als ik dit uitvoer kom ik op een veel te hoge cw waarde uit. En het gegeven wat jezelf verandert moet toch op de x-as? want ik begrijp niet zo goed hoe ik de m dan verticaal doe. Hieronder staat mijn berekening.

Allereerst even over de assen. Daar heb je gelijk in. Dat wat je verandert in je experiment zet je op de x-as. In dit geval zouden m of √m op de horizontale as moeten komen. Helemaal goed.
[wiskundig gezien komt er overigens hetzelfde antwoord voor cw uit, maar het is beter om het te doen zoals jij het zegt].
Het probleem zit hem dan in de richtingscoëfficient. Jij komt op 1,43 uit. Die 1,43 komt uit een Δvmax en uit een Δ√m. Twee dingen gaan hier volgens mij niet goed.
1) Ik zie dat je twee punten direct na elkaar kiest en daaruit de ri.co. haalt. Dat geeft eigenlijk altijd foute oplossingen. Kijk in de bijgaande figuur wat ik er van heb gemaakt in Excel en zie dat de lijn (- - -) voor jouw twee gekozen v's veel steiler loopt dan de trendlijn, welke een soort gemiddelde aangeeft.

Procedure: trek een rechte lijn die aan alle punten een beetje recht doet. Gebruik deze lijn om een ri.co. te bepalen. (Of doe het in een rekenprogramma als Excel).
2) Ik zie in je eerste grafiek dat je grammen gebruikt voor de massa. Maar in alle andere factoren gebruik je SI-eenheden. Dat geeft een uitkomst met een vreemde eenheid. Hier een mengeling van g (jouw massa's) en kg (in de dichtheid). Daarvoor zou je dan eerst moeten corrigeren.
Advies: zet altijd alle metingen eerst om naar SI-eenheden.
Met mijn ri.co. van 24,23 kom ik op een cw uit van 1,06 of, beter, cw = 1,1. (Door afrondingen komt hier net een getal boven de 1,05 uit, waardoor het nu 1,1 is i.p.v. de 1,0 eerder.)
een richtingscoëfficiënt op basis van metingen zal natuurlijk sowieso ook een beetje fout zijn, en in een handgetekende grafiek ook altijd een beetje arbitrair.
Maar in dit geval zou ik Gerts grafiek toch graag een tikje steiler zien: we mogen verwachten dat een massaloze kegel NIET zal vallen (v=0 m/s) en dus mag de oorsprong ook als een bekend grafiekpunt worden beschouwd:

Overigens is ook deze benadering goed voor discussie: een systeemfout is niet uitgesloten. Als je Gerts lijn doortrekt heeft de massaloze kegel een verticale snelheid van 0,18 m/s. Dat zou betekenen dat op de plaats waar je deze proef uitvoerde (trappenhuis?) de lucht met een snelheid van 0,18 m/s naar beneden zakte. Een soort valwind zogezegd.
groet, Jan