hoogte als snelheid cupcake constant is

Nadia Breedijk stelde deze vraag op 03 juli 2022 om 21:36.

Beste, 

ik moet voor mijn natuurkunde PO berekenen vanaf welke hoogte een cupcake bakje met constante snelheid valt. Van dit cupcake bakje weten wij:
massa = 0.30 gram
Fz = 0.0029
Cw = 0.3602624483
V = 1.32
V^2 = 1.74
A = 0.005281
a = 1.23 x 10^-3

Nou vroeg ik mij af of er een formule is om te bereken vanaf welke hoogte deze snelheid constant is. Als er een formule is met andere gegevens dan dat hierboven staan is dat helemaal oke. Alle hulp wordt gewaardeerd.


Met vriendelijke groet,
Nadia Breedijk.

Bijlagen:

Reacties

Theo de Klerk op 03 juli 2022 om 21:59
>Nou vroeg ik mij af of er een formule is om te bereken vanaf welke hoogte deze snelheid constant is.

Dat is als er netto geen kracht op een voorwerp werkt. Bij een vallende cupcake (zoek eens op die term in deze vraagbaak want dit onderwerp is al tig keer voorbij gekomen) betekent dat dat de zwaartekracht op de cupcake (naar beneden gericht) wordt opgeheven door de luchtwrijving (omhoog).
Stel dus Fzw = mg gelijk aan Fwrijving =  1/2 cwAρv2  (= kv2) en daaruit laat zich snelheid v bepalen...
Jaap op 03 juli 2022 om 22:14
Dag Nadia,
a. Je vraagt 'of er een formule is om te bereken vanaf welke hoogte deze snelheid constant is.'
De valsnelheid neemt alsmaar toe en nadert asymptotisch tot een zekere eindsnelheid. Het ding bereikt die eindsnelheid niet. Met andere woorden: wat is je eis? Wil je weten vanaf welke hoogte de snelheid ten minste 90% van de theoretische eindsnelheid is? Of 99%?
b. Wil je hier je berekening van de theoretische eindsnelheid eens noteren?
c. Bij de waarden van Fz … a kan ik me pas iets voorstellen als je de eenheden noemt.
Noteer alsjeblieft decimale komma's en gebruik punten voor Engelstalige teksten.
d. Je noteert 'V = 1.32'. V is het gebruikelijke symbool voor volume. Bedoel je dat?
Als je een snelheid v=1,32 m/s bedoelt, welke snelheid is dat dan: de gemiddelde snelheid van de hele val, of de snelheid als het ding op de grond komt, of…? Hoe is die 1,32 bepaald?
e. Wat bedoel je met 'a = 1.23 x 10^-3' en hoe is dit bepaald?
f. Vanaf welke hoogte is het ding gevallen?
Groet, Jaap
Nadia Breedijk op 03 juli 2022 om 22:15
Hoi, 
wij hebben deze berekening uitgevoerd en weten nu alle gegevens uit die formule. Alleen hebben wij ons bakje laten vallen van een hoogte van 293 cm en zijn gaan meten vanaf 138,5 cm. Nu moeten wij dus bereken of wij vanaf de goede hoogte zijn gaan meten of dat wij later pas moesten beginnen bvb bij een hoogte van 100 cm.

groetjes
Nadia Breedijk op 03 juli 2022 om 22:23
Beeste jaap,
A. ongeveer 95%
b. het cupcake bakje deed 1.05 seconden over de 138,5 cm afleggen dus door 1.385 / 1.05 = 1.32 m/s
c. massa = 0,30 gram
zwaartekracht = 0,0029 newton
Cw - waarde = 0,360624483 
a = 1,23 x 10^-3 m/s^2
A = 0,005281 m^2
d. Ik bedoel idd de snelheid. dit is de snelheid van het cupcakebakje.
e. Door de helling van de zwaartekract tegen snelheid^2 grafiek
f. 293 cm 
Groet,Nadia
Jan van de Velde op 03 juli 2022 om 22:36

Nadia Breedijk

zijn gaan meten vanaf 138,5 cm. Nu moeten wij dus bereken of wij vanaf de goede hoogte zijn gaan meten of dat wij later pas moesten beginnen bvb bij een hoogte van 100 cm.

 Dag Nadia,
Omdat de luchtweerstand afhangt van de snelheid maar ook die snelheid beïnvloedt zie ik daarvoor maar één oplossing: de situatie in een numeriek modelletje gieten. Kun je modelleren, in Coach, excel of een ander programma? 

groet, Jan

Nadia Breedijk op 03 juli 2022 om 22:49
beste Jan,
wij hebben nu dit model gemaakt.

groet, nadia
Jan van de Velde op 03 juli 2022 om 23:01
En uit dat model lees je je antwoord af, alleen moet je dan wel als starthoogte 2,93 m pakken natuurlijk.


maar de conclusie uit deze grafiek mag gerust zijn: vanaf enkele decimeters onder de starthoogte zal de valsnelheid for all practical purposes constant zijn.
Jaap op 03 juli 2022 om 23:20
Dag Nadia,
g. Met je model kun je bepalen vanaf welke hoogte de snelheid 95% van de theoretische eindsnelheid is. Aan het begin vroeg je hoe je dit kon berekenen met formules. Wat wil je: de hoogte bepalen met je model of formules?
h. Je zegt dat je 'a = 1,23 x 10^-3 m/s^2' hebt bepaald uit de helling van de grafiek van Fz tegen v². Dat snap ik niet. De helling van die grafiek is ½·ρ·cw·A en daar zit geen versnelling a in.
i. In je model staat k=1,23·10–3. Hoe heb je deze waarde bepaald en hoe weet je of dit klopt met de gemeten tijd van 1,05 s over de laagste 1,385 m?
Groet, Jaap
Nadia Breedijk op 03 juli 2022 om 23:32
Beste iedereen,
bedankt voor alle hulp, het is inmiddels gelukt

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Ariane heeft acht appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)