De laatste drie vragen! Uw inzending moet op zondag binnen zijn.
Vraag 13: Je staat op een omhooggaande roltrap. Wat gebeurt er terwijl je een stukje mee omhoog loopt?
| A. | Dan verbruikt de roltrap per seconde meer energie | |
| B. | Dan verbruikt de roltrap per seconde minder energie | |
| C. | Dan verbruikt de roltrap per seconde evenveel energie |
Vraag 14: Je vaart met een vrachtschip beladen met hout van Zweden naar Nederland. Op de terugweg vaar je met eenzelfde gewicht aan staal. Wanneer heb je het meeste last van zeeziekte?
| A. | Op de heenweg | |
| B. | Op de terugweg | |
| C. | Er is geen verschil |
Vraag 15: Het vliegprincipe van een esdoornzaadje dat wordt meegevoerd door de wind lijkt het meest op dat van:
| A. | Een helikopter | |
| B. | Een windmolen | |
| C. | Een vliegtuig |
Pfffff.... Ze worden er niet makkelijker op.
ReplyDelete15. Een esdoornzaadje lijkt het meest op een helikopter tijdens autorotation. Daarbij worden de rotors afgekoppeld van de motor en aangedreven door het "vallen" door de lucht. Een zweef helikopter. Een gyrocopter vliegt altijd op autorotation.
Helikopter met autorotation, windmolen en zweefvliegtuig draaien/vliegen uiteindelijk allemaal om hetzelfde principe. De lift vector zo draaien dat de component in de richting van de beweging groter is dan de drag. Dan gaat de vleugel vooruit (of draaien). Daarvoor heb je een luchtstroom van "onder" nodig.
Je hebt ook nog steeds lift die je omhoog houdt. Bij een windmolen wil je vooral draaien en niet omgeduwd worden. Bij een helikopter wil je ook graag omhoog gehouden worden. De uiteinden van de rotorbladen van een helikopter zorgen vooral voor veel lift en het begin vooral de draaiing.
Een zeilboot werkt overigens ook min of meer zo.
Autorotation lijkt het meest op een windmolen en een esdoornzaadje het meest op autorotation.
15. B
14A denk ik. Staal heeft een veel grotere dichtheid dus dan zal het gewicht geconcentreerd op de bodem van het schip liggen, als het schip dan heen en weer gaat stabiliseert het meer omdat het over een grotere 'arm' werkt.
ReplyDelete13A, actie = reactie, je duwt de roltrap omlaag, moet gecompenseerd worden. Maar het kan natuurlijk ook dat de roltrap dan gewoon een piepklein beetje trager gaat als de motor hetzelfde vermogen blijft leveren.
14A. Het zwaartepunt van het schip ligt lager terwijl de buoyancy en de metacentre gelijk blijven. Het metacentre is het punt op de doorsnede waar het schip om draait (bij kleine hoeken).
ReplyDeleteHoe lager het zwaartepunt tov van het metacentre ligt, hoe stabieler het schip wordt. Het is in feite een pendulum waarbij de arm steeds langer wordt.
Op het moment dat het zwaartepunt boven het metacentre ligt, dan zal het schip acuut omslaan.
Ik heb de antwoorden van vraag 10 en 11. Zie de comments bij die post.
ReplyDelete14. B
ReplyDeleteHout neemt meer ruimte in en heeft daardoor een groter traagheidsmoment (moment of inertia). Dat zorgt dat er meer "weerstand" is tegen draaien van een schip vol hout dan een schip met metaal.
Het pendulum idee van pimp heeft denk ik weinig invloed omdat de arm klein is bij kleine hoeken. Dat gaat niet heel veel extra stabiliteit geven, gok ik.
zie wiki voor de stabiliteit van schepen.
ReplyDeleteEen lading hout heeft inderdaad een groter traagheidsmoment om zijn eigen zwaartepunt dan een lading staal. Het gaat hier echter om het traagheidsmoment om het metacentre. I=(I0+m*l^2), waarbij de steiner component niet genegeerd kan worden ;)
uitgaande van hout (rho=1000kg/m^3), staal (rho=7800kg/m^3) en een slinger van 10 ton kom ik op de volgende slingers:
houten slinger R=1.33m
stalen slinger R=0.66m
de pendulum van staal wordt dan 2x(1.33-0.66) =0.66 m langer
inertia (sphere = 2/5*m*R^2)
houten slinger I0=7075.6 kgm^2
stalen slinger I0=1795.6 kgm^2
Steiner toepassen (m*l^2), waar l lengte van de slinger is.
l_staal=l_hout+0.66
Ihout=I0hout+lhout^2*m
Istaal=Iostaal+(lhout+0.66)^2*m
Aangezien ik de oorspronkelijke lengte van de arm niet weet heb ik even gekeken waar ze elkaar snijden: Bij een lengte van meer dan 0.07 m is het traagheidsmoment van de stalen pendulum om het draaipunt al groter.
Dat is allemaal nogal afhankelijk van hoe je het schip laadt. Daarnaast zat ik in mn hoofd meer aan pitching te denken dan aan rolling van de boat. Voor rolling ben ik het met je eens, voor pitching niet.
ReplyDeleteVage vraag.
ik snap even niet wat je bedoelt met hoe je het schip belaadt? Toch gewoon een kwestie van het laadruim vol kieperen? Ik nam aan dat de lading iig niet geen schuiven.
ReplyDeleteBij pitching is het inderdaad een iets ander verhaal, al zal je ook in dat vlak een metacentre en een zwaartepunt hebben.
Ik weet niet wat jouw zeilervaring is, maar zelf had ik de indruk dat de stabiliteit van een boot voornamelijk door t rollgedrag wordt bepaalt, en niet de pitch.
Ja, dan moet je er dus vanuit gaan dat je boot een lege bak is die je vol gooit met zut.
ReplyDeleteRoll of pitch ligt aan de richting van de golven tov je bootje. Door de snelheid van de boot, komen golven vaak van voren zodat de boot gaat stampen (pitchen). Maar in de roll richting (slingeren) zijn boten natuurlijk minder stabiel dus dat komt er al snel bij.
Bij pitch heb je inderdaad nog steeds hetzelfde effect als het metaal lager in de boot ligt. Je moment of inertia is alleen veel groter in dit geval; de md^2 term kleiner tov van I0.
Als we aannemen dat de boot een kuip is die je vol gooit en dat het zwaartepunt van het metaal dus lager ligt, dan wil ik wel mee gaan met 14 A.
13. C
ReplyDeleteZolang je met constante snelheid omhoog loopt is er gewoon een evenwicht met de zwaartekracht, anders zou je versnellen, precies hetzelfde als wanneer je stil zou staan dus.
eens. De extra energie die het kost om eerder boven te komen lever je zelf, niet de roltrap.
ReplyDeleteIk dacht bij vraag 14 eigenlijk alleen aan roll beweging, over pitch had ik eigenlijk niet nagedacht.