Veden vastus esineen uppoamisessa

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Tämä ongelma on vaivannut pitkään ja se palaa satunnaisin väliajoin kummittelemaan

Jos otetaan esimerkiksi kilon painoinen pyöreä kivi, joka tiputetaan virtaamattomaan(tm) 3000m syvään vesialtaaseen, niin kuinka nopeasti saavutetaan maksimiuppoamisnopeus ja mikä on maksiminopeus?

Paljonko uppoaminen mahdollisesti hidastuu pohjaa kohti mentäessä, kun veden tiheys kasvaa lämpötilan laskiessa? Vai painaako syvemmälle mennessä kasvava paine objektia kiihtyvään matkantekoon?

Vaikuttaako objektin painon muutos ja veden lämpötilan aikaansaama tiheyden muutos, joka voisi olla esimerkkitapauksessa pinnalla 12C ja pohjalla 4C?

Millaisilla kaavoilla/konsteilla pystyisin laskemaan eri muotoisten sekä tiheyksisien kappaleiden uppoamisnopeuksia erilaisissa olosuhteissa?

Ja löytyykö muita muuttujia, jotka voisivat vaikuttaa suuntaan tai toiseen nopeutta?

Kiitos.

Kommentit (4)

kfa
Seuraa 
Viestejä2516
Liittynyt13.3.2008
Kodder

Jos otetaan esimerkiksi kilon painoinen pyöreä kivi, joka tiputetaan virtaamattomaan(tm) 3000m syvään vesialtaaseen, niin kuinka nopeasti saavutetaan maksimiuppoamisnopeus ja mikä on maksiminopeus?

Paljonko uppoaminen mahdollisesti hidastuu pohjaa kohti mentäessä, kun veden tiheys kasvaa lämpötilan laskiessa? Vai painaako syvemmälle mennessä kasvava paine objektia kiihtyvään matkantekoon?

Vaikuttaako objektin painon muutos ja veden lämpötilan aikaansaama tiheyden muutos, joka voisi olla esimerkkitapauksessa pinnalla 12C ja pohjalla 4C?

Millaisilla kaavoilla/konsteilla pystyisin laskemaan eri muotoisten sekä tiheyksisien kappaleiden uppoamisnopeuksia erilaisissa olosuhteissa?

Ja löytyykö muita muuttujia, jotka voisivat vaikuttaa suuntaan tai toiseen nopeutta?


Et kerro, mitä aiheesta jo tiedät.
http://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_velocity

Kaavat ja numeerisia tuloksia saat täältä pallolle:
http://www.ajdesigner.com/phpstokeslaw/ ... locity.php

Tarvitset lisäksi veden viskositeetin lämpötilan funktiona.
http://www.thermexcel.com/english/tables/eau_atm.htm

Monimutkaisempien muotojen laskeminen vaatii jo lähempää tuttavuutta virtausmekaniikan kanssa.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Vierailija

Veden tiheyden ja paineen kasvulla ei ole mitään merkitystä, koska virtausmekaniikka itsessään ei ole kovin tarkka.
Edit: Huokoisella kappaleella paineen kasvu kiihdyttää vajoamista veden tunkeutuessa huokosiin ja puristaessa ilman tiiviimmäksi, jolloin ilman noste pienenee.

Uusimmat

Suosituimmat