Resume
Samenvatting Fluïdomechanica deel 1
Samenvatting Hoofdstuk 15 + enkele extra delen
[Montrer plus]
Livre connecté
Titre de l’ouvrage:
Auteur(s):
- Édition:
- ISBN:
- Édition:
Aperçu du contenu
Samenvatting FluïdomechanicaHoofdstuk 15 (deel 1)
Fluïda in rust
Fluïda is alle materie die “stroomt” onder invloed van externe krachten.
Fluïda omvatten gassen en vloeistoffen:
o Gassen: moleculen ver van elkaar, dichtheid verandert gemakkelijk.
o Vloeistoffen: moleculen dicht bij elkaar, dichtheid blijft praktisch constant.
Fluïda behouden geen vaste vorm, maar nemen de vorm aan van het vat waarin ze zich bevinden.
Opmerking: “stromen” kan ook heel traag gebeuren. Volgens dit criterium is onderscheid tussen
vloeistof en vaste stof niet altijd duidelijk (pekdruppelexperiment: het duurt jaren voor 1 druppel valt)
1. A. Dichtheid
Dichtheid (density) of soortelijke massa is de massa per eenheid van volume:
De SI eenheid voor dichtheid is kg/m3.
Dichtheid van water = 1000 kg/m3.
Dichtheid van lucht ongeveer 1 kg/m3. (vraagstukken Wolfson: dichtheid lucht = 1,2 kg/m3).
Vloeistoffen zijn (praktisch) onsamendrukbaar: dichtheid vloeistoffen (praktisch) druk-onafhankelijk
(dichtheden blijven nagenoeg constant).
Gassen zijn samendrukbaar: dichtheid van gassen is druk-afhankelijk (ρ verandert gemakkelijk).
1. B. Druk
Druk is de normaalkracht per eenheid van oppervlakte uitgeoefend door het fluïdum:
De SI eenheid voor druk is N/m 2, of pascal (Pa).
o 1 atm = 101,3 kPa = 14,7 psi (= normale luchtdruk op zeeniveau)
Vb.: Bereken de druk op het oppervlak
Druk wordt uitgeoefend op de wanden van het vat en op het omringend fluïdum.
Druk is in alle richtingen gelijk.
Druk op een oppervlak A geeft aanleiding tot een kracht die loodrecht staat op het oppervlak.
Er is slechts een netto-kracht als de druk varieert met de plaats.
Druk is een scalaire hoeveelheid: op een gegeven
punt in een fluïdum zal de druk overal gelijkmatig
verdeeld worden in alle richtingen dus het heeft
geen zin om er een richting aan te koppelen.
2. Hydrostatisch Evenwicht
Om een fluïdum in rust te houden, moet de nettokracht overal in het fluïdum = 0 zijn (evenwicht).
Dus: In de aanwezigheid van de zwaartekracht neemt de druk in een statisch fluïdum toe met de diepte.
o Hierdoor ontstaat een opwaartse stuwkracht die de zwaartekracht tegenwerkt
o -> hydrostatisch evenwicht = Hydrostatische druk
o Details hangen af van de aard van het fluïdum.
Voor fluïda met constante dichtheid is de druk als functie van diepte h: p = p0 + ρgh
met p0 de druk aan het oppervlak.
Voor fluïda met niet-constante dichtheid geldt: dp = ρg . dh (-> geldt altijd, ook voor fluïda met
een constante dichtheid)
Als de druk p0 verandert met een zeker bedrag Δp, zal overal de druk p veranderen met ditzelfde
bedrag (wet van Pascal). Let op: de dichtheid moet constant zijn!
1
, Meten van druk
Een barometer meet de absolute druk van een fluïdum, typisch lucht. Vandaar dat men luchtdruk
soms uitdrukt in cm Hg = hydrostatische druk uitgeoefend door een Hg-kolom (vb. 76 cm Hg).
Een manometer meet drukverschillen.
Overdruk (gauge pressure) is de druk relatief t.o.v. de omringende atmosfeer: p gauge = ρgh
Bandenspanning bvb. is eigenlijk, overdruk - de extra druk in de band naast de atmosfeerdruk.
Idem bloeddruk.
Overdruk = de druk die extra is bij de atmosferische druk
Onderdruk: hoeveelheid druk minder dan de atmosferische druk
Absolute druk = druk van de atmosfeer + overdruk
Atmosferische druk is niet constant (overdruk en onderdruk wel -> daarom deze begrippen toepassen).
De wet van Pascal beschrijft dat een drukverhoging in een vloeistof overal in de vloeistof w waargenomen.
3. Opwaartse drukkracht (Buoyancy)
Wanneer een fluïdum in hydrostatisch
evenwicht is, is de kracht, als gevolg van
drukverschillen, op een willekeurig volume
van een fluïdum, even groot maar
tegengesteld gericht als het gewicht van dit
volume fluïdum. Het volume fluïdum
vervangen door een voorwerp met dezelfde
vorm verandert niets aan de kracht
tengevolge van de drukverschillen.
Het voorwerp zal dus een opwaartse kracht ondervinden gelijk aan het gewicht van het oorspronkelijk
fluïdum. Dit is de opwaartse drukkracht (archimedeskracht).
• Principe van Archimedes: de opwaartse drukkracht Fb is gelijk
aan het gewicht van het verplaatste fluïdum: F b = ρf g Vf
• Let op: het aangrijpingspunt van zwaartekracht en opwaartse
drukkracht is niet noodzakelijk gelijk!
o Aangrijpingspunt zwaartekracht = zwaartepunt.
o Aangrijpingspunt opwaartse drukkracht = zwaartepunt van
volume verplaatst fluïdum.
Indien niet gelijk, dan krijgen we een netto-krachtmoment en voorwerp kantelt!
Drijven en zinken
Als een voorwerp, ondergedompeld in een fluïdum, een kleinere dichtheid heeft dan het fluïdum, dan is de
opwaartse stuwkracht groter dan het gewicht van het voorwerp en het voorwerp zal stijgen in het fluïdum.
In vloeistof zal voorwerp stijgen boven het oppervlak tot de opwaartse stuwkracht = gewicht voorwerp.
Dan: ondergedompeld gedeelte verplaatst een gewicht vloeistof = gewicht van het voorwerp.
In de atmosfeer zal een voorwerp (bvb. ballon) stijgen tot dichtheid ballon = dichtheid afmosfeer.
Dit is drijven of zweven.
• De Buoyancy kracht werkt niet in het massamiddelpunt van een drijvend object, maar in het
massamiddelpunt van het water dat er zou zijn als het object er niet was. = Centrum of Buoyancy
Toepassingen: duikboot, thermometer Galileo (bij veranderende temperatuur veranderd de dichtheid,
en dus de archimedeskracht), densimeter (naargelang de dichtheid v.d. vloeistof, zakt de densimeter
meer of minder diep in de vloeistof. Via ijking kan de dichtheid afgelezen worden).
Zie conceptvragen en vraagstukken!
2
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Studente02. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €2,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
53340 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans