Fysik
Tryk (opgave)
jeg sidder lige og prøver at løse en fysik "tryk" opageve men er gået i stå...
"Trykket 1 atm er ca. lig med trykket fra en 10 cm høj vandsøjle. Vi vil konstruere en dykkerklokke, der skal kunne arbejde på dybden 200 m.
1)Hvor stort er trykket i denne dybde?
2)Hvor stor er vandets kraft på et 10 cm gange 10 cm stort stykke af en dykkerklokke i denne dybde?
3)Dette stykke af dykkerklokken anbringes vandret i en ramme ved jordoverfladen. Hvor tungt et lod skal dette stykke kunne bære?"
_______________________
jeg har prøvet selv at løse dem..memn er absolut ikek sikker på om det er rigtigt
den sidste kan jeg slet ikke finde ud af..kan man omregne atm til kg eller sådan noget???
1) 20 atm
2) 20 atm * 10 * 10 = 2000 atm
3) ????
håber nogen vil hjælpe..mange taak :)
Svar #1
21. oktober 2005 af fixer (Slettet)
1) Trykket stiger 1 atm per 10 m, altså ialt 20 atm på 200 m. Trykket i 200m dybde må så være atmosfæretrykket plus trykstigningen over 200 m, eller 21 atm.
2) Udnyt at 1 atmosfære svarer til ca 101325 Pa og at enheden Pa = N/m2.
Den søgte kraft, F, er derfor
F = P*A
hvor P er de 21 atm udtrykt i Pa og A er arealet at det kvadratiske stykke målt i m^2.
Dit svar er galt på flere måder:
a) enhederne atm * cm^2 giver ikke atm.
b) enhenden for kraft er ikke atm men N.
3) I spm 2 har du fundet den kraft, F, som det omtalte stykke med sikkerhed skal kunne modstå. Ved jordoverfladen svarer denne kraft jo til tyngden af et lod med massen m, såfremt
F = mg
hvor g er tyngdeaccelerationen. Bestem herudaf m.
Svar #2
22. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
men du skriver "21 atm" 2 gange, er det ikke 20 atm du mener? eller er der en grund til at det er 21 atm?
det forstår jeg ikke..
Svar #3
22. oktober 2005 af Epsilon (Slettet)
(Total)trykket p, som dykkerklokken "føler" i 200m dybde er trykket ved overfladen p_0 plus tryktilvæksten som følge af påvirkningen fra den 200m høje "vandsøjle" over dykkerklokken. Formelt:
p = p_0 + (rho)*g*h
Det er præcis, hvad fixer skriver i 1), og 21 atm. er det korrekte. I 2) er det uændret de 21 atm., som er relevant.
//Epsilon
Svar #4
22. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
g*h er vel 10*10..ikke?
men hvad med p_0 (hvorfra ved du hvad trykket ved overfladen er??)
og (rho) ??
Svar #5
22. oktober 2005 af fixer (Slettet)
p(h) = p_0 + rho*g*h (*)
hvor p_0 er overfladetrykket, rho er vandets densitet og h højden af vandsøjlen. Det sidste led udtrykker altså trykbidraget hidrørende fra vandsøjlen alene.
Opgaven kan naturligvis løses ved at indsætte de respektive værdier i (*), men det får i opgaven oplyst hvordan trykbidraget fra vandsøjlen ('rho*g*h' i (*)) kan beregnes. Ti meter vandsøjle er nemlig ækvivalent med een atmosfære, altså svarer 200 m vandsøjle til et trykbidrag på 20 atm. Hertil skal ifølge (*) adderes atmosfæretrykket ved overfladen som du med sindsro kan gå udfra er 1 atm.
Svar #6
22. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
jeg forstår ikke..hvorfor skal atmosfæretrykket ved overfladen lægges til, når det handler om hvad trykket er i 200 meters dybde(=20 atm)..
Svar #7
22. oktober 2005 af Epsilon (Slettet)
Der skelnes mellem aktuelt tryk og overtryk. Det aktuelle tryk ved overfladen er p_0 = 1 atm (intet overtryk). Det aktuelle tryk i dybden h er lig atmosfæretrykket ved overfladen plus _trykbidraget_ hidrørende fra en vandsøjle af højde h;
p(h) = p_0 + rho*g*h
_Overtrykket_ i dybden h er
p(h) - p_0 = rho*g*h
og giver ca. 20 atm. for h = 200m. Det aktuelle tryk i 200m dybde er således
p(200m) = 1 atm. + 20 atm. = 21 atm.
//Epsilon
Svar #8
22. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
Svar #9
22. oktober 2005 af iB (Slettet)
Jeg forstår heller ikke hvorfor atmosfæretrykket skal ligges til :0)
Vi kan vel hurtigt blive eninge om, at der må være 1 atm tryk også inde i dykkerklokken, og den resulterende kraft på dykkerklokken bliver derfor kun resultatet af de 20 atm. Hvorfor så bekymre sig om atmosfæretrykket?
Svar #10
22. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
1)200/10 + 1 atm = 21 atm
2)21 atm * 1013825 = 2127825 Pascal = 2127825 N/m^2
2127825 N/m^2 * (0,1 m * 0,1m) = 2127825 N/m^2*m^2 = 2127825 N
3)
F = m*g
M = F/g
2127825 N / 9,82 N/kg = 216682,79 kg
på forhånd, mange tak :)
Svar #12
22. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
)200/10 + 1 atm = 21 atm
2)21 atm * 1013825 = 2127825 Pascal = 2127825 N/m^2
2127825 N/m^2 * (0,1 m * 0,1m) = 2127825 N/m^2*m^2 = 21278,25 N
3)
F = m*g
M = F/g
21278,25 N / 9,82 N/kg = 2166,8279 kg
Svar #14
22. oktober 2005 af Epsilon (Slettet)
Ej, nu må I simpelthen holde op. :-)
Atmosfæretrykket, som formentlig opretholdes i dykkerklokken, er ikke bestemmende for, hvad det aktuelle tryk er i 200m dybde. Der spørges slet ikke til det interne atmosfæretryk i dykkerklokken, men derimod det eksterne tryk i 200m dybde.
#10:
ad 1)
21 atm. er vi enige om.
ad 2)
Du glemmer decimalkommaet. I stedet fås
F = 21278,25N ~ 21,3kN
hvilket ækvivalerer ca. 2,17 ton. Der er med andre ord tale om en betragtelig påvirkning. Dykkerklokker er konstrueret af stift, kraftigt materiale, netop fordi man ønsker, at de skal være i stand til at modstå trykpåvirkningen fra det omgivende vand, og at man i dykkerklokken kan opretholde et internt tryk, som er sammenligneligt med atmosfæretrykket ved overfladen.
ad 3)
Hvis du indføjer decimalkommaet korrekt i 2), får du ca. 2,17 ton, som bemærket ovenfor.
//Epsilon
Svar #15
23. oktober 2005 af iB (Slettet)
Opgaven går ud på at man skal "konstruere" en dykkerklokke. For al praktisk konstruktion er det den resulterende kraft som er interessant. Den del af det ydre tryk som bliver taget op af det indre tryk, er dermed ikke interessant. Der står også i opgaven, at man skal finde trykket fra vandet; ikke det absolutte tryk akurat i punktet uden for dykkeklokken.
(jeg tror det her en sådan en af de ting, som matematikerer/fysikerer og ingenniører typisk vil kun skændes om)
-Elsker at være pernittengryn her efter midnat ;)
Svar #17
23. oktober 2005 af najasweety (Slettet)
"(jeg tror det her en sådan en af de ting, som matematikerer/fysikerer og ingenniører typisk vil kun skændes om)"
det kan jeg ikke forstå..der burde jo væreET korrekt svar..Desuden er det en 1.g's opgave, så mon ikke det simpleste resultat er det rigtige? Jeg tror ikke vi skal ind i altmuligt kompliceret her i starten af 1.g...
Svar #18
23. oktober 2005 af Epsilon (Slettet)
I dette tilfælde får det så være elektroingeniørens og matematikerens ord mod civil-/bygningsingeniørens.
Jeg forholder mig ganske enkelt til opgaveformuleringen, og trykket på 21 atm. i 200m dybde er nu engang det tryk, som det omgivende vand udøver på dykkerklokken.
//Epsilon
Svar #19
23. oktober 2005 af Epsilon (Slettet)
Ganske givet. Som opgaven er formuleret, holder jeg fortsat fast i, at fixers vejledende bemærkninger i #1 er den rette indgangsvinkel til besvarelse af de stillede spørgsmål.
//Epsilon
Svar #20
23. oktober 2005 af fixer (Slettet)
Det er kraften hidrørende fra det omgivende vand på 200 m dybde der efterspørges. Der anmodes ikke om hensyntagen til et evt indre tryk i klokken. Den efterspurgte kraft er derfor udelukkende bestemt af det absolutte tryk på omtalte dybde.
Skriv et svar til: Tryk (opgave)
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.