Fysik

Opdrift formler for protoner

03. maj 2015 af jacob7012 (Slettet) - Niveau: C-niveau

Hej 

Jeg sidder netop i min teknologiprojekt hvor jeg skal finde mængden af protoner til at holde et hus flyende. 

Jeg ved at Newtons 1. lov er gældende 

"Et legeme som ikke er påvirket af en kraft, eller af krafter, der ophæver hinandens virking, vil enten værei hvile eller foretage en jævn retlinet bevægelse"

Jeg ved også at denn formel er gældend: Pluft-Pvand=Popdrift 

Formelen beskriver Archimedes lov 

"Når et legeme helt eller devis nedsænkes i en væske, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væskemængde vejer". 

Husets vægt, altså den nedafgående kraft er 40 tons. 

Håber der er som kan hjælpe... :) 


Svar #2
03. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Ja ups, min fejl, Pontoner ja 


Brugbart svar (0)

Svar #3
03. maj 2015 af hesch (Slettet)

Du må så finde dig en passende ponton. Hvis den kan bære fx 10 ton, skal "mængden af pontoner" være 4 stk.

En sådan ponton skal kunne fortrænge 10 m3 vand uden at synke. ( Du skal så lige tage hensyn til at pontonen vejer noget i sig selv ).

( Måske du ligefrem har specifikationerne på en ponton ? ).


Svar #4
03. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Så jeg skal finden den samlede masse pontonerne skal fortrænge for af holdt 40 tons i opdrigt? 
 

Når du siger specifikationer, hvad mener du så? 


Brugbart svar (0)

Svar #5
03. maj 2015 af hesch (Slettet)

Specifikationer kan oplyse længde, bredde, egenvægt, osv.

Den oplysning du skal bruge er lasteevnen ( maximal dødvægt, tror jeg det hedder ).

Jo, sandelig:  http://da.wikipedia.org/wiki/D%C3%B8dv%C3%A6gt

Er det en ponton du har fået "stukket ud" i opgaven, eller er det een du selv skal dimensionere ?

I sidstnævnte tilfælde skal du så tage hensyn til husets dimensioner (grundflade), for huset skal jo ikke blot løftes af pontonen, det skal også kunne være på pontonen.

Du skal også beregne vægten af pontonen, hvilket resulterer i en vis dybgang uden hus. Når huset sættes ovenpå pontonen, vil den få en yderligere dybgang (mere vand fortrænges), og du skal nu tilse, at vandet ikke skvulper ind over dækket på pontonen, for så er den nær ved at synke. Pontonen er nu helt nedsænket i vand, og kan ikke fortrænge mere vand (kan ikke øge sin opdrift yderligere).


Svar #6
03. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Okay, jeg tror jeg begynder at være med..

Pontonerne skal jeg selv dimensionere.

Mit grundflade areal er 14x10 meter

Og min dødvægt er 40 tons + inventar, mennesker og pontonernes egen vægt.

Er disse oplysninger til nok til at blive indsat i en formel?

Brugbart svar (0)

Svar #7
03. maj 2015 af hesch (Slettet)

Nej, ifølge linket i #5 er dødvægt = vægt af last + brændsel. ( Den skal vel ikke sejle rundt med døde mennesker? ).

Men regner du nu med en totalvægt, hvor alt er inclusive, kan du vel lave en kasseformet ponton med
længde * bredde = 16 * 12 m, så er der lidt plads til at smyge sig udenom huset. Du får så en grundflade under pontonen = 192 m2. Så for hver meter dybgang fortrænges 192m2 * 1m = 192m3 vand. Så med påsat hus vil den stikke 21 cm dybere end uden hus. ( Glem nu alle disse formler og tænk dig om i stedet. )

Det svære bliver at beregne egenvægten af pontonen, der skal indeholder plader, bjælker til afstivning, og hvad ved jeg. Tænk også på, at hver gang du øger kassens højde, så øger du også dens vægt.

Du kan måske under "Andre fag" starte en ny tråd: "Hvordan bygger man en ponton".

Hvem ved? Måske kigger en skibsingeniør med herinde, der vil være behjælpelig. Han kender også Veritas' bestemmelser vedr. pontonbyggeri. Han forstår dem i det mindste, hvis han læser dem.


Svar #8
04. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Dødvægten + ombordværende mennesker = totalvægt

Hvor meget vægt kan en kubikmeter fortrængt vand bære?

God ide med den nye tråd, jeg kan godt se der lige flere udfordringer i pontonen egenvægt.

Svar #9
04. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Luft har en vægt på 1,225 kg. pr. kubikmeter
Vand har en vægt på 1000 kg. Pr. Kubikmeter

Ligevægten for en kubikmeter fortrængt vand = 1000-1,225 = 9818,775 kg?

Brugbart svar (0)

Svar #10
04. maj 2015 af hesch (Slettet)

#8: Nej, Totalvægt = al last ombord + pontonens egenvægt ( alt ! ).

#9: Mængden af luft, der bliver fortrængt er minimal. Pontonens indre ( skotter og hvad der måtte være ) er jo fyldt med luft, der så ikke fortrænges. Se bort fra denne luft og betragt alene den fortrængte vandmængde.

Kræfternes ligevægt skal du beregne i newton. Du har udregnet en ligvægt i kg, hvilket er en masse:

F = m * g.   Enheden kommer ud i kg*m/s2 = N.

Årsagen til mine afstivningsbjælker er, at hvis du fx laver pontonens dæk og bund, på foreslåede 192m2 i 2mm pladejern uden afstivning, og smider et hus på 40t ovenpå pontonen, så tror jeg bunden buler op og dækket buler ned.


Svar #11
04. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Du skrev tidligere at pontonens kasseform på 192 kubikmeter med påsat hus vil stikke 21 cm dybbere ned i vandet. 
Hvordan er du kommet frem til det? 
 

Kassen kan vel bestå af en bjælke rammer med pontonerne i, beklædt med 2mm plade jern? . 
 


Brugbart svar (0)

Svar #12
04. maj 2015 af hesch (Slettet)

#11:  Ad: Hvordan er du kommet frem til det? 

Bundareal * x = 40m3      =>

192m2 * x = 40m3           =>

x = 40m3 / 192m2 = 0,20833m.

Kassen kan vel bestå af en bjælke rammer med pontonerne i, beklædt med 2mm plade jern?

Hvad betyder det ?  Se billedet af en ponton i  #1.


Svar #13
04. maj 2015 af jacob7012 (Slettet)

Din beregning viser altså at at den vil stikke 0,20833 m ned i vandet + pontonens egenvægt?

Er det forkert forstået at en ponton er luft indespærret i en gummi form, typisk cylindrisk?

En ramme af bjælker vil altså kunne holde disse pontoner sammen og blive lukket inde i en kasse af 2mm pladekern.

Brugbart svar (0)

Svar #14
04. maj 2015 af hesch (Slettet)

13:  Din beregning viser altså at at den vil stikke 0,20833 m ned i vandet + pontonens egenvægt?

Lidt uheldigt formuleret, men ja.

Er det forkert forstået at en ponton er luft indespærret i en gummi form, typisk cylindrisk?

Det kunne det være, men generelt forstår jeg en ponton som værende en genstand, hvis formål det alene er at bære andre genstande til vands. Den har ingen motor, sejl eller andet til fremdrift ved egen hjælp. Den behøver ikke at være fremstillet af gummi, endsige være cylinderformet. Se DDO's forklaring her:

http://ordnet.dk/ddo/ordbog?query=ponton

Billedet i  #1 viser en (stor) ponton.


Skriv et svar til: Opdrift formler for protoner

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.