Joomla Free Template by FatCow Hosting

Pingpongball in vortex

Hoofdcategorie: experiments Categorie: Raadsels Gepubliceerd: vrijdag 23 november 2018
Ster inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactief
 

Een pingpongbal drijft op het water. Maar wat gebeurt er met de pingpongbal als er een draaikolk in het water ontstaat?

Niveau

:

Mavo 2/3/4, Havo 2/3, VWO 2/3
Havo 4/5, VWO 3/4
VWO 5/6

Doel

:

Waarom zakt de pingpongbal onder water? Deze vraag is zelfs voor natuurkunde-docenten niet gemakkelijk om te beantwoorden. Deze vraag is daarom heel geschikt voor een natuurkunde-onderzoek: hoe onderzoek je deze vraag?

Nodig

:

  • 1x pingpongbal
  • 1x hoog maatglas met water
  • 1x vaccuumpomp
  • 1x 

Links

:

 
  • De pingpongbal gaat op en neer.
  • De pingpongbal blijft drijven.
  • De pingpongbal zinkt naar de bodem.
  • De pingpongbal blijft zweven onder water.

Ik ben zelf heel benieuwd naar het antwoord op de in de video gestelde vragen. In de video van The action Lab worden twee situaties getoond:

  1. Pingpongbal in vortex
    1. Vraag: verklaar waarom de pingpongbal, die normaal royaal blijft drijven, nu onder de vortex in het water zakt
  2. Pingpongbal in vortex onder vaccuum. De pingpongbal zweeft nu in het midden van de vortex
    1. Vraag: verklaar het verschil in positie van de pingpongbal ten opzichte van de vorige situatie

Mijn hypothese op vraag 1:

  • In het water in de pot zit veel verticale stroming, deze stroming trekt de pingpongbal mee omlaag
    • aan de omtrek van de pot stijgt het water omhoog
    • links en rechts van het centrum, dus aan de omtrek van de pingpongbal, zakt het water omlaag
  • Door het roeren ontstaat een centripetale kracht in het water. Hierdoor staat het water in de pot, met of zonder pingpongbal in het centrum lager en aan de omtrek hoger. Deze centripetale kracht is het grootst on de buurt van de roerder. Dit verlaagd de druk onder de pingpongbal. de centripetale kracht is het kleinst in het centrum aan het wateroppervlak. 
  • Ter plaatse van de roerder is de stroming het grootst. Hoe meer stroming, hoe minder druk (wet van Bernoulli). Dus ook de stroming maakt dat de druk onder de pingpongbal lager is dan elders.
  • mijn pingpongbal heeft een diameter van 40 mm. Het volume is dus 4 : 3 x Π x r3 = 4 : 3 x Π x 403 = 268083 mm3 = 268 cm3. Dus ueeeh ???
  • Fopw=Vbal x ρwater x g = 0,262 N
  • mijn pingpongbal weegt 2,2 gram. Fz=0,0216 N

Mijn hypothese op vraag 2 (onder vaccuüm):

  • lucht onder de pingpongbal: ten eerste moet worden gezegd: de opstelling is vaccuum gezogen. Eventuele lucht die in opgeloste vorm in het water was opgenomen, moet er inmiddels uit zijn. de lege ruimte boven en onder de pingpongbal is dus echt nagenoeg leeg, behoudens enkele waterdampmoleculen.
  • het uitzetten van de pingpongbal: de pingpongbal is gevuld met lucht. Bij vaccumeren, ligt het voor de hand dat de pingpongbal als een ballon krimpt. Maar ik heb met een schuifmaat de maat van een pingpongbal onder atmosferische druk en onder vaccuuum, dus onder de vaccuumstolp gemeten. Ik kon geen verschil meten! de toename van de diameter van de pingpongbal onder vaccuum is dus in mijn ogen minder dan 0,05mm. 0,05 mm is de nauwkeuriheid van mijn schuifmaat. een verschil kleiner dan 0,05 mm lijkt mij verwaarloosbaar!
  • luchtwrijving verdwijnt bij vaccuum! Minder wrijving betekent minder energieverlies, dus hogere rotatiefrequentie van het water, dus diepere vortex.

 


Hits: 29

Plaats reactie


Beveiligingscode
Vernieuwen

Andere websites

Helaas, ik heb het ei van Columbus niet uitgevonden. Er zijn meer websites als PhysicsExperiments.org:

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten en TOA's Natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Welk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en wil je een bijdrage leveren? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen, aanvullingen en hulp bij vertaling.

Je collega-TOA