Fysik
Optimering af luft raket
Jeg skal til at skrive årsopgave og jeg vil skrive om en "Luft Raket".
Jeg beskriver lige en luftraket.
Et rør, hvor der i bunden er en "prop". I røret er der noget vand og noget luft, det er så muligt at pumpe luft ind i røret, og når trykket bliver stort nok, kan proppen ikke holde mere, og proppen og vandet skydes ud, og raketten flyver til vejrs.
Jeg har tænkt mig lidt at lave opgaven som en "optimering", altså hvilken en vandmængde og hvilken en radius hullet skal have.
Er der nogle der har foreslag til hvordan det gøres, sådan rent teoretisk, jeg er igang med at kigge lidt på modstand ved hullet, men sidder lidt fast, også fordi det jo ikke er konstant hastighed vandet skydes ud med..
Svar #1
29. december 2006 af iB (Slettet)
Mit forslag ville være at samle empiriske data (fyrer raketter af en mas) og så kan du evt lave en numerisk regretion, som du så kan optimere.
Svar #2
29. december 2006 af SirBille (Slettet)
Svar #3
29. december 2006 af iB (Slettet)
Jeg ville uanset starte med at få taklet problemet omkring sammenhængen mellem tryk, og vandmængde i raketten, som funktion af tiden, og så vente til du havde styr på det, før du varriede åbningen. Husk at du har en problematik med at luft er kompressibelt, mens vand ikke er det.
Rent praktisk tror jeg også du bør lave en anordning, så at du kan holde din raket nede, og selv styre hvornår den skal udløses. Ellers har jeg svært at se hvordan du kan holde trykket konstant ved hver afyring.
Svar #4
29. december 2006 af SirBille (Slettet)
Og jeg udføre så alle forsøgene ved et bestemt tryk selvfølgelig :)
Men jeg kan ikke rigtig få knækket hvordan man beregner hastigheden og massen som der bliver skudt ud, selvom man ikke har lagt hullet i.
Svar #5
29. december 2006 af iB (Slettet)
http://www.leosingleton.com/projects/rockets/handbook.pdf
Jeg kan ikke lige selv nøjagtig gennemskue hvordan man krængler det, men hastigheden i åbningen vil jo blive en funktion trykket i flasken, så måske kunne man starte med at se på hvordan trykket falder i flasken, når volumet bliver større (dvs vandet bliver presset ud). Umiddelbart vil jeg tror det kommer til at blive noget med idealgasligningen.
Svar #6
30. december 2006 af Waterhouse (Slettet)
Svar #7
30. december 2006 af fixer (Slettet)
Jeg indrømmer jeg næsten ikke orker at skrive det samme igen igen. Blot vil jeg nævne at det i #5 refererede link gør brug af standardforbrydelsen-nemlig at anvende Bernoullis ligning på strømrør i vandet. Det er forbudt, thi
1) Vi ved ikke om strømningen tillader strømrør.
2) Ligningen gælder kun stationære strømninger.
3) Ligningen gælder kun irrotationelle strømninger.
4) Ligningen gælder kun inviskose strømninger.
5) Ligningen gælder kun inkompressible strømninger.
Af disse er 5) den eneste betingelse, der har chance for at være nogenlunde opfyldt.
Det skal du ikke lade dig afskrække af. Problemet er meget komplekst og kan kun løses numerisk (en disciplin der hedder computational fluid dynamics (CFD)) og selv da kun under meget, meget store problemer.
På gymnaiseniveau er det formodentligt acceptabelt at anvende den model, der foreslås i nævnte link. Men selv der vil dit optimeringsproblem skulle løses ved numeriske eksperimenter.
Svar #8
30. december 2006 af SirBille (Slettet)
Jeg havde regnet med at jeg først ville lave en funktion over hvordan trykket falder i flasken som funktion af radius i hullet (har ingen anelse om hvordan man gør det :) ), og så ville jeg lave en funktion over hastigheden af vandet som funktion af radius... Kan det ikke lade sig gøre?
Skriv et svar til: Optimering af luft raket
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.
