230 likes | 368 Views
Overal ter wereld schieten vrijheidsstrijders bij overwinningen hun wapons leeg. Waarom vallen er geen slachtoffers door de terugvallende kogels?. kinetische energie: 0 potentiele energie: mgH. kinetische energie: ½mv 2 potentiele energie: 0. energiebehoud:. ½mv 2 + 0 = 0 + mgH.
E N D
Overal ter wereld schieten vrijheidsstrijders bij overwinningen hun wapons leeg. Waarom vallen er geen slachtoffers door de terugvallende kogels?
kinetische energie: 0 potentiele energie: mgH kinetische energie: ½mv2 potentiele energie: 0 energiebehoud: ½mv2 + 0 = 0 + mgH H = v2/2g = 18.3 km hoogte H? H v~600m/s maan: H ~ 110 km
energiebehoud (2): begin: v, H=0 eind: v2, H=0 v2 = v ~ 600m/s = dodelijk!!! als kogel weer terug valt…. v~600m/s ½mv2 + 0 = ½mv22 + 0 v2? wat doen we fout???
v v, D,r,h diameter dichtheid fluidum viscositeit fluidum we vergeten de luchtwrijving wrijvingskracht FD drag waar hangt deze kracht vanaf?
oppervlak van loodrechte dwarsdoorsnede weerstandscoëfficiënt bol: CD hangt af van Re Reynolds getal wrijvingskracht:
Reynolds getal maat voor verhouding tussen de vaart in de stroming en de wrijving typeert de stroming: laminar of turbulent
dus maximale snelheid als: Fzw = FD terug naar vallende kogel: FD Newton: F = ma na het hoogste punt versnelt kogel net zolang tot er geen netto kracht meer op werkt v Fzw = mg
FD v Fzw = mg D = 3mm kogel: rk = 8 103 kg/m3 ra = 1.2 kg/m3 g = 9.81 m/s2 stel CD = 0.44
controle: gok: ok! kan dat? m.a.w. is CD=0.44? dus de kogel valt omlaag met maximaal 24.4 m/s: pijnlijk, maar absoluut niet dodelijk
stel: bolletje van 3mm Hoe hard valt dan een regendruppel of hagelsteen? Hoe ziet een regendruppel er eigenlijk uit?
hoe kunnen wolken dan bestaan? stel: bolletje van 10mm
De atmosfeer hoe dik is de atmosfeer? wat is het verloop van de temperatuur?
eerste ‘gok’ bekijk een kolom uit de atmosfeer H opwaartse kracht zwaartekracht hoe dik is de atmosfeer? H? z
Newton: F = ma eerste ‘gok’ bekijk een kolom uit de atmosfeer S F = 0 H opwaartse kracht Fopw + Fzw = 0 zwaartekracht geen versnelling
Fzw = -mg = -rVg = -rAHg Fopw = p0A dichtheid lucht volume kolom luchtdruk mg oppervlak kolom p0A – rAHg = 0 druk Fopw + Fzw = 0 = 1.2 kg/m3 = 1atm. = 101325 Pa
!! r constante !! hoe hoger, hoe ijler de lucht vraag maar aan Mount Everest beklimmers Hatm 8.6 km: beetje weinig!!! wat is er niet goed?? verbeteren m.b.v. ideal gaswet: pV = nRT
druk uitgeoefend door n mol moleculen die zijn opgesloten in een volume V bij een temperatuur T pV = nRT wat zegt ideale gaswet? met R = gasconstante = 8.3 J/mol/K
pV = nRT wat zegt ideale gaswet over dichtheid? noem M = molaire massa = massa van 1 mol gas Lastig: nu hangt r van de druk en temperatuur af
p(z+Dz) z+Dz z p(z) z Fzw=mg=rADzg Newton
Gottfried Leibnitz (1646-1716) laat Dz 0 Isaac Newton (1642-1727) oplossen: hoe hangt r van p af?
stel: isotherm, d.w.z. T=constant h = 55km oplossing hangt af van temperatuur! dus op 55km is p nog maar 1/1000 atm.
geen uitwisseling met omgeving p = 0 z = 30km constante temperatuur niet zo realistisch stel: ‘adiabatisch’