Natuurkunde V6:

M.Prickaerts21-02-131MolecuultheorieStoffen zijn opgebouwd uit zeer kleine deeltjes, moleculen, die weer opgebouwd zijn uit atomenTussen moleculen werken zwakke aantrekkingskrachten, vanderwaalskrachtenEr is ruimte tussen moleculen; intermoleculaire ruimteMoleculen zijn voortdurend in beweging en komen daarbij met elkaar in botsing, hierbij veranderen de snelheden waardoor een molecuul geen constante snelheid heeftAtomos ondeelbaar, op zoek naar maar niet gevondenZouten metalen moleculaire stoffen2FaseovergangVoor iedere faseovergang is energie nodig/komt energie vrijStaat in binas, let op de eenhedenAggregatietoestandenVast; Vaste plaats, regelmatig rooster,trillen zacht op vaste plekBij hogere temperatuur, harder trillen, meer ruimte tussen moleculen, stof zet uitVloeibaar; Geen vaste plaats, bewegen kriskras langs elkaar door, grotere ruimte dan bij vastGas; Geen vaste plaats, grote afstand van elkaar, grote snelheid (krachten) onafhankelijke deeltjes (diffusie)Faseovergangen

TemperatuurDiverse eenhedenCelsius, Kelvin, Fahrenheit enz.Zegt iets over de gemiddelde kinetische energieTemperatuurstijging neemt de gemiddelde kinetische energie dus ook toeNatuurkunde; Kelvin, berust op bewegingenC>K +273,15K>C -273,15

Hydraulisch werktuig 1 + v.b. opg.HydraulischevloeistofDe druk onder de zuigers is hetzelfde(dezelfde hoogte in vloeistof)7 NOppervlakte = 4 cm2Oppervlakte = 32 cm2? NP kleine zuiger=P grote zuigerFAFA=74F32=F = 7 x 324F = 56 NEr is dus een krachtvergrotingVan 8 X !!!!!Een hydraulisch werktuig bestaat uit 2 cilindersdie met elkaar verbonden zijn door een buis ofslang gevuld met vloeistof. Hierop liggen zuigers.Bereken de kracht op de blauwe zuiger8Hydraulisch werktuig 2 + v.b. opg.A = 2 cm2A = 18 cm2De oppervlakte van de grote cilinder is 9 x zo groot De kracht op de grote cilinder is dan ook 9 x zo grootAls je de kleine zuiger 13,5 cm verplaatst dan zal de grotecilinder zich 1/9 van deze afstand verplaatsen.In bovenstaand voorbeeld is dit dan 13,5 :9 = 1,5 cmDe hoeveelheid vloeistof die verplaats wordt = constant13,5 cm1,5 cmKleine cilinder : klein oppervlak, grote lengteGrote cilinder : groot oppervlak, kleine lengtevb9

Tijdens opgaande beweging van de pomphendel wordt er olie in de cilinderpomp getrokken.Door de aanzuigende werking komt de kleine kogel los en wordt de grote kogel vastgezogen.Simulatie hydraulische pomp10

Tijdens neergaande beweging van de pomphendel wordt de olie in de hoofdcilinder gepompt. Hierdoor gaat de zuigerstang omhoog.De kleine kogel sluit de weg af door de neerwaarts gedrukte olie, de grote kogel komt hierdoor los.11

De roze gekleurde olie staat onder druk.12

Kleine en grote sluitkogelBlijven pompen 13

en op 14

en neer 15

en op 16

en neer 17

en op 18

en neer.

Zo is wel hoog genoeg, laten wede zuigerstang nu maar zakken. 19

Ontsluiter openen20

Door het eigengewicht van dezuigerstang zakt de zuigerstang, eventueel geholpen door de aanwezige last. 21

En we zijn weer bij de Beginstand aanbeland. herhaling22Hoe groot is de druk op 2 m diepte in een bakgevuld met olie ( = 800 kg/m3).Stap 1Bereken het volume (V)V = l x b x hV = 0,2 x 0,1 x 2 V = 0,04 m3Stap 2Bereken de massa (m)m = 800 x 0,04Stap 3Bereken zwaartekracht (Fz)Fz = m x gFz = 32 x 10Fz = 320 NStap 4Bereken de druk (P)m = 32 kgP =FAP = 320 N0,02 m2P = 16000 N/m2Afleiding vloeistofdruk formule dl1 + voorbeeld 4 berekeningm =Vx0,2 m0,1 m2 m0,2 m0,1 m2 mKies een oppervlaktemaakt niet uit hoe groot !Beschouw het als een balk die gemaakt is van olie.Bereken op dezelfde manier de druk op de bodemvan bovenstaande balk(Je hebt als eens een druk van een ijzeren balk berekend)A = l x bA = 0,2 x 0,1A = 0,02 m223Stap 1Bereken het volume (V)V = l x b x hV = 0,2 x 0,1 x 2 V = 0,04 m3Stap 2Bereken de massa (m)m = 0,04 x 800Stap 3Bereken zwaartekracht (Fz)Fz = m x gFz = 32 x 10Fz = 320 NStap 4Bereken de druk (P)m = 32 kgP =FAP = 320 N0,02 m2P = 16000 N/m2Afleiding vloeistofdruk formule dl2m =VxA = l x bA = 0,2 x 0,1A = 0,02 m2l x bP =FAP =FA = l x bFz = m x gl x bP =m x gl x bP = V x m =VxV = l x b x hl x bP = l x b x hP = h x x gP = 2 x 800 x 10= 16000 N/m2 (Pa)Formule voorvloeistofdrukx gx x gUit voorbeeldHoogte (diepte) in mDichtheid in kg/m3Valversnelling in N/kg24Voorbeeld 5 berekeningDe duikboot hiernaast maakt onderwater fotos.Het kijkglas in de duikboot kan een maximale drukvan 220000 Pa verdragen.

a] Bereken tot welke diepte deze duikboot in zout water ( = 1030 kg/m3) maximaal kan afdalen.Pvl = h x x g 220000 = h x 1030 x 10h = 21,36 mb] Het kijkglas heeft een oppervlakte van 25 dm2. Bereken de kracht op het glas als deze duikboot 12 m diep is.Pvl = 12 x 1030 x 10 Pvl = 123600 PaP = A F 123600 = 0,25 F F = 30900 NPvl = h x x g 25 dm2 = 0,25 m2 25