Cw waarde berekenen

Pien stelde deze vraag op 29 oktober 2023 om 18:25.

Hoi, wij moeten voor natuurkunde een PO maken waarin we de Cw waarde van een cupcakevormpje berekenen met behulp van een grafiek waarin de wrijvingskracht wordt uitgezet tegen de snelheid. Dit hebben wij gedaan, maar dan komt er uit dat de richtingcoëfficiënt en dus de k-waarde 1,17 is. Als je hiermee de Cw waarde zou berekenen kom je uit op 342, dus dat klopt natuurlijk niet. Wij hebben geen idee wat we fout doen, zou iemand ons misschien willen helpen?

Reacties

Jaap op 29 oktober 2023 om 19:11
Dag Pien,
Wat er eventueel niet klopt, kan ik met deze informatie niet zeggen. Graag meer uitleg…
a. Bij 'een grafiek waarin de wrijvingskracht wordt uitgezet tegen de snelheid' stel ik me een aantal meetpunten voor. Elk meetpunt vertegenwoordigt een waarde van de valsnelheid v en de wrijvingskracht Fw.
Hoe heb je de waarde van v van een enkel meetpunt gemeten of berekend?
Hoe heb je de waarde van Fw van een enkel punt gemeten of berekend?
Wat heb je daarna veranderd om een ander meetpunt met een andere v en een andere Fw te vinden?
b. Heb je aldoor een enkele cakevorm gebruikt? Of soms 1 en daarna meerdere op elkaar gestapeld?
c. Volgens Fw=k·v² kun je in een diagram met v horizontaal en Fw verticaal geen rechte grafiek verwachten, maar een halve dalparabool door de oorsprong.
Hoe ziet je grafiek eruit? Kun je het diagram hier plaatsen?
Als de (Fw,v)-grafiek een halve dalparabool is, is er niet een vaste richtingscoëfficiënt voor de hele grafiek. Hoe heb je de richtingscoëfficiënt k=1,17 bepaald?
Groet, Jaap
Pien op 29 oktober 2023 om 19:37
Hoi Jaap, bedankt voor uw reactie! 
De waarde van v hebben wij berekend door de hoogte (het punt vanaf waar het vormpje een constante snelheid heeft, tot de grond), te delen door de tijd dat het duurt. Fw hebben wij berekend door dit gelijk te stellen Fz, omdat de snelheid constant is. We hebben tussendoor de massa veranderd, we zijn begonnen met 1 vormpje en deden er steeds eentje bij tot we 5 vormpjes hadden. Ik zal hieronder de grafiek en een foto van onze berekeningen sturen.
Groet, Pien


Truus op 29 oktober 2023 om 20:08
Hoi Jaap,

ik werk samen met Pien, in de bijlage staat de opdracht die wij hebben gekregen van onze docent.

groet Truus
Jan van de Velde op 29 oktober 2023 om 20:08

Pien

De waarde van v hebben wij berekend door de hoogte (het punt vanaf waar het vormpje een constante snelheid heeft, tot de grond), te delen door de tijd dat het duurt. 

Dag Pien en Truus,

ik vermoed hier toch een meet- of ander probleem. 
Dat punt voor de juiste hoogte inschatten valt niet mee, en ik weet niet hoe je je tijdmeting deed, maar als dat met een chronometer was kan daar ook nog wel wat mis gaan. 
Hier ga je beter moeten uitleggen wat je deed en hoe je werkte, want een lineaire grafiek laten tekenen door punten die in een fraaie boogvorm staan, zonder verdere uitleg, dakannie, damagnie.  



Groet, Jan

Jaap op 29 oktober 2023 om 20:33
Dag Pien,
Het wordt al wat duidelijker…
d. Het lijkt er nu op dat de richtingscoëfficiënt 1,17 niet hoort bij een grafiek van Fw als functie van v (linker diagram in de tweede afbeelding) maar Fw als functie van v² (rechter diagram in de tweede afbeelding). Klopt dat?
e. Bij een enkele bakvorm: hoe groot is de gemeten hoogte (met constante valsnelheid) en hoe groot is de bijbehorende gemeten tijd? Hoe groot is de hoogte en de tijd bij 2 en 3 en 4 en 5 bakvormen?
Hoe heb je de tijd gemeten? Meetinstrument, herhaalmetingen?

f. Je noteert Fw=3,43 op een enkele bakvorm. Als dat 3,43 N is, is ook Fz=3,43 N.
Dat is Fz op een massa van 0,350 kg=350 gram. Bakken jullie cake voor de olifanten?
Groet, Jaap
Pien op 29 oktober 2023 om 20:42
Hoi Jaap,

dat was inderdaad waar we de fout in gingen. De massa moet natuurlijk 0,350 gram zijn en niet 0,350 kg. Bedankt voor uw reactie!
Groet, Pien
Jaap op 29 oktober 2023 om 20:59
Dag Pien,
Ook met de verbeterde waarden van de massa is je grafiek van Fw als functie van v² krom, zoals in rood getekend door Jan. Theoretisch is een rechte grafiek door de oorsprong te verwachten.
Zonder je antwoord op de vragen van punt e van 20.33 uur kom ik er niet verder mee.
Groet, Jaap
Pien op 29 oktober 2023 om 21:09
Hoi Jaap,

we snappen het al, dus het is niet meer nodig. Evengoed bedankt voor uw reactie!

Het enige wat nog steeds een beetje lastig is, is om hier een model van de maken.

Groet, Pien
Jaap op 29 oktober 2023 om 21:16
Dag Pien,
Kun je wat meer vertellen? Ik ben benieuwd wat je nu meer of anders snapt dan eerst.
In de eerste figuur staat rechts onderaan A=0,00528 (m²?) en 0,0205 (m? is dat r?).
Met een straal r=0,0205 m is het frontaal oppervlak niet  0,00528 m².
Groet, Jaap
Jan van de Velde op 29 oktober 2023 om 21:27

Jaap

 Ik ben benieuwd wat je nu meer of anders snapt dan eerst.

 Ik ook, want zolang die kromme krom blijft is er weinig begrepen.

Groet, Jan

Pien op 30 oktober 2023 om 14:39

Hoi Jaap en Jan,

Hierbij even wat wij in het verslag hebben geschreven, hopelijk brengt dat wat meer duidelijkheid. 


De waarden van v zijn berekend op de volgende manier met functie 3:

v1=ht1= 1,291,21=1,14 m/s
v2=ht1= 1,290,86=2,25 m/s
v3=ht1= 1,290,64=4,08 m/s
v4=ht1= 1,290,53=5,90 m/s
v5=ht1= 1,290,37=12,2 m/s2

Uit grafiek 1 volgt de de volgende functie van de bijbehorende trendlijn: y=0,0012x +0,0043. de richtingscoëfficiënt van deze lijn (0,0012) is gelijk aan k (0,0012) volgens functie 2. 

Om de functie compleet te maken, is alleen nog het frontaal oppervlak nodig. De dichtheid van de lucht heeft namelijk een vaste waarde van 1,293 kg/m3. Voor het berekenen van het frontaal oppervlak is functie 1 gebruikt: A=r2 =(4,110-2)2=0,00528 m2. Nu alle nodige gegevens bekend zijn, kan met behulp van functie 5 de Cw-waarde worden berekend: 

Cw=0,00120,51,2930,00528=0,35

Hoe kunnen wij dit verwerken in een model?

Groet, Pien en Truus

Jaap op 30 oktober 2023 om 16:04
Dag Pien en Truus,
g. Jullie berekeningen van 14.39 uur lijken hier niet goed te zijn geland.
De eerste berekening is vermoedelijk bedoeld als

enzovoort.

h. De berekening van het frontaal oppervlak is wellicht bedoeld als

Klopt dat wel? In de eerste figuur staat rechts onderaan 2,05 cm=0,205 dm=0,0205 m.
Als je bedoelt dat de straal van de cirkelvormige oppervlak r=0,0205 m is, dan is het frontaal oppervlak niet  A=0,00528 m², zoals al eerder is opgemerkt.

i. Belangrijker is echter dat de grafiek in het (Fw,v²)-diagram krom is.
Jullie doen alsof je cw kunt berekenen uit de richtingscoëfficiënt van de rechte grafiek.
Dat is onjuist, want de rechte grafiek sluit slecht aan bij de vijf meetpunten.
Zie de reactie van Jan van 29 oktober 2023 om 20.08 uur en latere reacties.
Evenals Jan vermoed ik onraad in de gemeten waarden van de hoogte h en/of enkele gemeten tijden.
Was het echt zo dat de valsnelheid vrijwel constant leek in de onderste 1,29 meter tot aan de grond? Ook met vijf bakvormen op elkaar?
Advies: zorg dat eerst de kwestie van de kromme grafiek wordt opgehelderd.

Over een numeriek model…
j. Welk computerprogramma gebruik je voor het model: Coach, Modellus, Modelleertaal, Excel, …?
k. Als je al een model hebt, kun je het hier plaatsen als bijlage, met concrete vragen om commentaar. Indien Coach: de naam van het bestand eindigt waarschijnlijk op *.cmr7 of *.cma7
Groet, Jaap
Jan van de Velde op 30 oktober 2023 om 16:09

Pien

De waarden van v zijn berekend op de volgende manier met functie 3:

v1=ht1= 1,291,21=1,14 m/s
v2=ht1= 1,290,86=2,25 m/s
v3=ht1= 1,290,64=4,08 m/s
v4=ht1= 1,290,53=5,90 m/s
v5=ht1= 1,290,37=12,2 m/s2

Groet, Pien en Truus

 dag Pien en Truus,

Hoe je die snelheden hebt berekend is niet spannend. Maar een goed sommetje met verkeerde gegevens zal nog steeds verkeerde uitkomsten geven. En het probleem zit hoogstvermoedelijk in jullie gegevens/metingen.

1) Ik lijk hier steeds een hoogte van 1,29 m te zien, kan dat? Van welke hoogte heb je dan steeds laten vallen? vanaf die 1m29, of van (hoeveel?) hoger? 

2) ik zie tijden van 1,21 tot 0,37 s. Da's heel precies, honderdsten van seconden. Hoe heb je die tijden gemeten? 

Groet, Jan


Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)