Vanntanken og sentrifugalkraften - teknisk "gåte"

[Vidar Øierås]

Ja så var det på'n igjen med enda en sprø idé.

Rent hypotetisk har vi en vanntank som er veldig stor. 10m i diameter og 10 meter høy. Masse vann altså - helt dritt full tank.

I bunn av denne vanntanken sitter det et vannuttak i form av et 10cm diameter rør som stikker rett ut. Vi har en ventil som kan lukke vannuttaket. Rent hypotetisk er det ikke friksjon i systemet.

Når ventilen åpnes vil vannet sprute ut av vannuttaket. Vannets hastighet vil vel bli ca. 10m/s, og det fosser ca 78l vann i sekundet til å begynne med. Nå kunne vi satt på en bøy på uttaket slik at vannet spruter oppover. Alle vet at vannspruten ikke går høyere enn vannstanden i tanken.

Så stenger vi ventilen og fyller opp tanken igjen. Helt full. Før vi åpner ventilen på nytt monterer vi et roterende uttak med 10cm rør som er bøyd for å gi rotasjon når vannet strømmer igjennom den. Dette roterende røret er f.eks.1m langt, og har en bøy i enden som peker tangentialt på rotasjonen.

Nå åpner vi ventilen, men holder igjen den påmonterte rørstussen. Vannet fosser gjennom røret med ca 10m/s. Så slipper vi røret fri. Vanntrykket tvinger i gang rotasjon av røret, og det oppstår en sentrifugalkraft av vannmassen.

Vil vannhastigheten i uttaket øke pga. sentrifugalkraften, eller vil den fortsatt være den samme?

Hvis vannhastigheten blir større med hjelp av sentrifugalkraften, ville ikke da fysikkens lover protestere på resultatet siden det hypotetisk sett skulle være mulig å sprute vannet høyere enn vannstanden i tanken?

Vidar

 

[Gammeln]

Jeg skulle hilse fra fysikklæreren på skolen og si at det ikke finnes noe som heter sentrifugalkraft. Det er en innbilt kraft.

 

[Bach_Man]

Vannhastigheten i røret vil ikke øke selv om det roterer, det henger ikke på greip. Det ville innebære at vannet måtte renne fortere ut fra tanken.

 

[ØivindJ]

Jeg skulle hilse fra fysikklæreren på skolen og si at det ikke finnes noe som heter sentrifugalkraft. Det er en innbilt kraft.

Noe annet, eller var det det hele?

 

[Bach_Man]

Jeg skulle hilse fra fysikklæreren på skolen og si at det ikke finnes noe som heter sentrifugalkraft. Det er en innbilt kraft.

Man skal ikke analysere sentrifugalkraften lenge før man toucher noen av de mer kompliserte og grunnleggende problemene i fysikken, men det er jo riktig at den ikke noen kraft etter definisjonen i Newtons andre lov (kraft=masse*akselerasjon).

 

[Vidar Øierås]

Vannhastigheten i røret vil ikke øke selv om det roterer, det henger ikke på greip. Det ville innebære at vannet måtte renne fortere ut fra tanken.

Det er akkurat det som er det rare. Sentrifugalpumper bruker samme kraften til å pumpe vann - enten det er oppover eller sideveis. Så en viss kraft vil suge vannet fortere ut av tanken når sentrifugen roterer enn når den står stille (???)

Det virker jo helt absurd hele greia. Dere får tenke litt mer på denne "gåten". Det sitter sikkert en luring iblandt oss som kan forklare alt sammen i detalj

@Gammeln: Tyngdekraften (eller er det gravitasjon) er heller ingen kraft.

 

[Bach_Man]

Men når du har en pumpe tilfører du jo systemet energi utenfra, og da er det nesten ikke grenser for hvor fort vannet kan gå ut av tanken. I eksempelet ditt er det jo bare tyngdekraften som tømmer tanken, og den vil være uavhengig av eventuell rotasjon i utløpet.

Og tyngdekraften er en kraft så god som noen.

 

[Bx]

Prøver du å lage evighetsmaskin, Low-Q?

Sentrifugalkraft er kun massetreghet. Et objekt som henger i en tråd og snurrer rundt (uten energitap) har konstant energi. Sentripetal aksellerasjonen endrer retning. Og hvis høyden endres så vil det også være et vekselspill mellom hastighetsenergi og potensiell energi. Samme sak i ditt eksempel, men det er litt mere komplisert ettersom vannstanden, og dermed vanntrykket blir gradvis redusert - og karet tappes for energi.

En sentrifugalpumpe er en pumpe som drives av en motor. Det tilføres energi. Det du beskriver er en vannspreder.

Jeg ser at BM kom meg i forkjøpet her...

 

[Vidar Øierås]

Evighetsmaskiner er "umulig" å lage selv om vi kan anta at energi en gang oppstod fra "intet".

Det jeg blir forvirret av er i grunn dette med sentrifugen. Denne blir drevet av vanntrykket. Om ikke vannhastigheten øker gjennom den pga. rotasjon, vil vi ikke da (i tillegg til kinetisk energi i vannet som strømmer igjennom) også oppnå kinetisk energi fra den roterende sentrifugen? Det er jo umulig på et vis, men samtidig mulig (?) - meeeeget forvirret nå ;D
Det kan jo til og med tenkes at vannhastigheten går NED for å kunne bevare energien på samme nivå...

Jeg er forsåvidt inneforstått med at perpetuum mobile aldri kan oppnås - i alle fall ikke med konvensjonell fysikk. Forsøk på dette har jeg gitt opp mer eller mindre. Mulig Coriolis-effekten fra jordens rotasjon kunne bidra, men neppe veldig mye.

Vidar

 

[Sluket]

Jfr. loven om vannstand i kommuniserende kar så skulle det ikke være mulig å oppnå vannsprut høyere enn den opprinnelige vannstanden i tanken, det er jo trykket, uttrykt f.eks. som mmVs (eller mm. vannsøyle om du vil) som bestemmer dette. Er karet 1 m. høyt og fullt vil vanntrykket i bunn være 1000 mm. vannsøyle, eller 1m.VS. Det trykket som kreves for å "løfte" en vannsøyle UTENFOR tanken opp til toppen av vanntanken vil natrurliig nok være minst det samme, med tillegg av eventuelt trykktap i røret eller den innretningen som denne vannsøylen går i.

Uansett så "koster" det min. 1 m. VS å løfte vannet 1 m.VS. Dette er statisk trykk

Introduseres en tilleggskraft, et s.k. dynamisk trykk så er selvsagt saken en annen.

 

[Cobra2]

Vannhastigheten er den samme, -skal den forandres, må du variere diameter.
(med en dyse, kan spruten gå høyere)

Arne K

 

[Bach_Man]

Du kan analysere problemet vha krefter og referanserammer, men det blir fort relativt komplisert og forvirrende, så det enkleste er å tenke energibevaring. Rotasjonen må nødvendigvis drives av energien til vannet så denne bevegelsen kan ikke komme tilbake og tilføre vannet noe mer energi enn den opprinnelige Om noe får vannet mindre fart.

 

[nb]

Siden dette er et HiFi-forum er det vel bare å dikte opp noe ny fysikk?

 

[Sluket]

Lenge siden HFS sluttet å ta hensyn til fysiske lover ;D ;D ;D De er behendig avskaffet til fordel for en hel knaggrekke å henge hattene på , såsom "woodoo", Placebo", pyskoakustiske, samt en lang rekke med mer OG mindre troverdige forklaringer. Hvordan skulle denne hobbyen blitt interessant ellers?

 

[Steinar_Lund]

Jeg skulle hilse fra fysikklæreren på skolen og si at det ikke finnes noe som heter sentrifugalkraft. Det er en innbilt kraft.

Noe annet, eller var det det hele?

På bakgrunn av ØivindJs banebrytende og skjellsettende innlegg, legger jeg ut en link om sentrifugal-"kraften".

http://no.wikipedia.org/wiki/Sentrifugalkraft

 

[Barbaresco]

Vannhastigheten er den samme, -skal den forandres, må du variere diameter.
(med en dyse, kan spruten gå høyere)

Arne K

Dette er også skjellsettende!

Da kan jeg med en god Cobra-dyse sprute vann opp fra et tank opp til et høyere nivå, og derfra opp til et enda høyere nivå, og til slutt opp til et så høyt nivå at jeg kan drive et vannkraftverk fra denne høyden og ned i den første tanken!

Vannet blir ikke borte, og med strømmen kan jeg drive store rørforsterkere, som igjen varmer opp huset mitt. Men det blir vel så fuktig av all denne vannspylingen rundt huset at jeg trenger ekstra mye varme for å føle meg vel?

 

[Sluket]

Vannhastigheten er den samme, -skal den forandres, må du variere diameter.
(med en dyse, kan spruten gå høyere)

Arne K

Dette er også skjellsettende!

Da kan jeg med en god Cobra-dyse sprute vann opp fra et tank opp til et høyere nivå, og derfra opp til et enda høyere nivå, og til slutt opp til et så høyt nivå at jeg kan drive et vannkraftverk fra denne høyden og ned i den første tanken!

Vannet blir ikke borte, og med strømmen kan jeg drive store rørforsterkere, som igjen varmer opp huset mitt. Men det blir vel så fuktig av all denne vannspylingen rundt huset at jeg trenger ekstra mye varme for å føle meg vel?

Leste du innlegget mitt? Du kan ikke sprute høyere enn det trykket du har tilgjengelig, uansett! Trykk er trykk. Mengde kan varieres med varierend areal osv. men maks.trykk får du ikke gjort noe med.

 

[Barbaresco]

Vannhastigheten er den samme, -skal den forandres, må du variere diameter.
(med en dyse, kan spruten gå høyere)

Arne K

Dette er også skjellsettende!

Da kan jeg med en god Cobra-dyse sprute vann opp fra et tank opp til et høyere nivå, og derfra opp til et enda høyere nivå, og til slutt opp til et så høyt nivå at jeg kan drive et vannkraftverk fra denne høyden og ned i den første tanken!

Vannet blir ikke borte, og med strømmen kan jeg drive store rørforsterkere, som igjen varmer opp huset mitt. Men det blir vel så fuktig av all denne vannspylingen rundt huset at jeg trenger ekstra mye varme for å føle meg vel?

Leste du innlegget mitt? Du kan ikke sprute høyere enn det trykket du har tilgjengelig, uansett! Trykk er trykk. Mengde kan varieres med varierend areal osv. men maks.trykk får du ikke gjort noe med.

Hørt om ironi? ;D Det er Cobra jeg er ute etter akkurat nå!

 

[Cobra2]

:-[ Hmmm...gått glipp av noe? -gidder ikke lese alt anyway...
Var visst litt rask, ja. Du kan ikke få vannet til å gå i sirkel....uten pumpe e.l.
Lett å misforstå forrige inlegg. (...kan gå høyere...men ikke over kanten...)

Arne K

 

[Vidar Øierås]

Hmmmm - mindre dyse = raskere forstøving = større vannareal = større luftmotstand = lavere sprut.

Vått blir det uansett

Vidar

 

[Sluket]

Vannhastigheten er den samme, -skal den forandres, må du variere diameter.
(med en dyse, kan spruten gå høyere)

Arne K

Dette er også skjellsettende!

Da kan jeg med en god Cobra-dyse sprute vann opp fra et tank opp til et høyere nivå, og derfra opp til et enda høyere nivå, og til slutt opp til et så høyt nivå at jeg kan drive et vannkraftverk fra denne høyden og ned i den første tanken!

Vannet blir ikke borte, og med strømmen kan jeg drive store rørforsterkere, som igjen varmer opp huset mitt. Men det blir vel så fuktig av all denne vannspylingen rundt huset at jeg trenger ekstra mye varme for å føle meg vel?

Leste du innlegget mitt? Du kan ikke sprute høyere enn det trykket du har tilgjengelig, uansett! Trykk er trykk. Mengde kan varieres med varierend areal osv. men maks.trykk får du ikke gjort noe med.

Hørt om ironi? ;D Det er Cobra jeg er ute etter akkurat nå!

Ironi hører ingen steds hjemme på HFS - her er vi alltid korrekte og akademiske ;D ;D Mere så i OT-tråder faktisk.. Og du må ikke ta Cobra, han er snill gutt, han!

 

[Haugenial]

Jeg skal vise dere evig evighetsmaskin jeg. Det er bare å bli med kona mi på IKEA det. Har tilbrakt et par evigheter der...-MINST!