Natuurkunde.nl - druk berekenen

druk berekenen

naomi stelde deze vraag op 07 maart 2019 om 22:02.

Hallo,

Ik loop vast op de volgende vraag:

"Een cilinder gevuld met een gas is afgesloten met een beweegbare zuiger (zie de afbeelding hierna). De oppervlakte van de zuiger is 25 cm2. De massa van de zuiger is 5,0 kg. De luchtdruk is 100 kPa. De zuiger kan wrijvingsloos bewegen.

Bereken de druk van het gas in de cilinder."

Het enige wat ik tot dusver heb kunnen berekenen is het volume van het gas, namelijk: $V=25\cdot 18=450 cm^{3}=450\cdot 10^{-6} m^{3}$

En de kracht van de luchtdruk op het oppervlak van 25 cm² :

$F=p\cdot A=100\cdot 10^{3}\cdot 25\cdot 10^{-4}= 250 N$

Ik heb al gekeken naar welke grootheden ik nou had en welke formules er voorkwamen met deze grootheden, maar tot zover heb ik nog niks kunnen vinden dat logisch voor mij leek.

En met wrijvingloos neem ik aan dat ze een aanwijzing geven dat er geen tegenwerkende kracht door wrijving is.

Ik weet dat ik iets met doen met het gegeven van de luchtdruk, maar ik weet niet precies wat anders dan de kracht op het oppervlak ermee berekenen.

Ik hoop dat jullie mij kunnen helpen hiermee.

Reacties

Jan van de Velde op 07 maart 2019 om 22:12

dag Naomi,

Je vergeet dat waar het om gaat: die zuiger heeft een massa van 5 kg, die wordt aangetrokken door de zwaartekracht, en die kracht verdeeld over dat zuigeroppervlak geeft een druk op het gas in de cilinder. Dat samen met de luchtdruk buiten geeft de absolute druk van het gas in de cilinder.

Het volume in de cilinder doet niet ter zake. Dat wordt pas een interessant gegeven als ze vragen hoe ver de zuiger in zal zakken als je er nog meer massa op legt.

groet, Jan

Naomi op 07 maart 2019 om 22:16

Oh dan zat ik dus toch goed! Ik was ondertussen ook op de zwaartekracht gekomen maar had hier twijfels over.
Ik kwam op $E_{zw}=5,0\cdot 9,81=49,05 N$
En daarna de totale druk op het gas:

$250+49,05=299,05 N$

Maar waarom geven ze dan die 18 cm aan?

Naomi op 07 maart 2019 om 22:21

De totale kracht op het gas*

Jan van de Velde op 07 maart 2019 om 22:32

Naomi plaatste:

En daarna de totale druk op het gas:

$250+49,05=299,05 N$

Hiermee heb je zoals je zelf al opmerkt de totale KRACHT op die zuiger.

Nu nog die totale druk dus.

Naomi plaatste:

Maar waarom geven ze dan die 18 cm aan?

Mogelijk voor een vervolgvraag of zo, zoals ik al eerder zei. Hoe hoog die cilinder ook is, de zuiger zal zakken totdat de druk erin is gestegen tot wat je nog moet berekenen. Een kortere zuiger zal daarvoor maar minder moeten inzakken.

Naomi op 07 maart 2019 om 22:37

De totale druk is dan 1,2 x 10^5 Pa.

Hierbij aangenomen dat de kracht die naar beneden op het gas in de cilinder werkt gelijk is aan de kracht die het gas in de cilinder naar boven uitwerkt. (Zodat dus het rustmoment kan bestaan in de afbeelding)

Jan van de Velde op 07 maart 2019 om 22:53

terechte aanname.

1·10⁵ Pa daarvan komt van de buitendruk en was al gegeven (die omweg via kracht had je je kunnen besparen)

druk berekenen

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen