Fysik

Udstrømningshastighed, dyse, raket

13. december 2009 af Almegaard (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej.

Sidder med SRP og regner på vandraketter.

Da jeg ønsker at opstille en teoretisk beregning op mod en praktisk beregning (af den affyring jeg har foretaget), skal jeg bestemme vandets hastighed ud af dysen på raketten.

Kan dette lade sig gøre kun ved hjælp af vandets masse/volumen, trykket i raketten og dysens størrelse?

Har selv kigget på bl. a. Bernoullis ligning osv. Men synes ikke at kunne finde noget.

På forhånd tak for hjælpen.  

Mvh. Alexander


Brugbart svar (0)

Svar #1
13. december 2009 af klingest (Slettet)

Generelt kan vandet udgangshastighed skrives som :
u = Vvand/ A*delta(t) , hvor Vvand er vandet volume, A er udgangshullets areal, og delta(t) er tidsforskellen, eller med andre ord hvor meget vandets volume ændrer sig pr. tidsenhed.

Problemet er netop at finde ud af hvor meget vandets volume ændrer sig pr. tidsforskel, fordi det er nemlig en aftagende funktion, idet trykket i flasken bliver mindre efterhånden som der bliver mindre vand i flasken, og dermed ændrer vandets volume sig mindre og mindre med tiden. 

Det er desværre ikke helt simpelt at opstille et udtryk af vandets volume som funktion af tiden da det bla. afhænger af flasken form osv.

Men det jeg gjorde i sin tid da jeg lavede en opgave om vandraketter, var at jeg opstillede følgende forsøg:
Forsøget gik ud på at måle spændingen over en modstand forbundet til en vandflaske, der var magen til den vandflaske raketten var opbygget af, således at spændingen faldt efterhånden som vandet løb ud. Dette gave mig mulighed for at opstille et udtryk for vandets volume i flasken, som funktion af spændingen ( Exel kan gøre det) .

Derefter lavede jeg samme forsøg hvor vandet var under tryk, og målte spændingen som funktion af trykket
(vha. af en trykmåler). igen vha. Exel fandt jeg udtryk for sammenhængen mellem spændingen og trykket.

Ved hjælp af de to udtryk kunne jeg nu finde udtryk af volumen af vandet i flasken som funktion af trykket, og da jeg kendte trykket som funktion af tiden, fra min trykmåler havde jeg nu et udtryk af vandets volume som funktion af tiden. 

Måske du kan få din lærer til at hjælpe dig med at opstille et tilsvarende forsøg, men hvis du er under tidspress vil jeg ikke anbefale at du kaster dig ud i det, da jeg selv brugte ret lang tid på at få det til at virke. 

Med hensyn til at måle spændingen over modstanden, havde jeg sat to elektroder (ledninger), som løb op langs flasken på sin side af den.  elektroderner dannede skredsløb via vandet i flasken, som forresten var en saltvandsopløsning. når vandet løb ud af flasken blev forbindelsen dårliger og derfor faldt spændingen over modstanden som den ene elektrode var forbundet til.

Håber du kunne bruge det lidt af det!!


Brugbart svar (0)

Svar #2
13. december 2009 af klingest (Slettet)

Den første formel kan også skrives: u = d/dt*Vvand(t) *A ...det er vidst mere korrekt!!


Svar #3
13. januar 2010 af Almegaard (Slettet)

Tak for svarene!


Skriv et svar til: Udstrømningshastighed, dyse, 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.