De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Fysica I - 3* NELOS Daniela Diegner Sportduikclub ‘de Walrussen’ © 2009.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Fysica I - 3* NELOS Daniela Diegner Sportduikclub ‘de Walrussen’ © 2009."— Transcript van de presentatie:

1 Fysica I - 3* NELOS Daniela Diegner Sportduikclub ‘de Walrussen’ © 2009

2 Fysica I - 3*  Definities  Atmosferische druk  Druk in vloeistoffen  Boyle-Mariotte  Gay-Lussac  Luchtberkening  Luchtverbruik onder water  Licht en Geluid onder water  Diffusie, Verstrooiing, Absorptie  Snellius

3 Definities  Massa (symbool m): De grootheid waarmee wordt gemeten hoe gemakkelijk het is een lichaam te versnellen, noemen we zijn massa.  Massa heeft dus te maken met de hoeveelheid materie die een lichaam bevat.  De eenheid van massa is de kilogram (kg)

4 Definities  Kracht (symbool F): De eenheid van kracht is de newton (N).  1 newton is de kracht die aan een massa van 1kg na 1 seconde een snelheid van 1 m/s geeft.

5 Definities  Gewicht (symbool G):  Het gewicht van een lichaam is de kracht waarmee de aarde het lichaam aantrekt.  Er is gemeten dat 1kg een gewicht heeft van 9,8 N. (we mogen afronden tot 10 N)  PASCAL (Pa) : 1bar = mbar = Pa 1bar = mbar = Pa overzicht in ons boek : bladzijde. 26 overzicht in ons boek : bladzijde. 26

6 Atmosferische druk  Het belangrijkste gas waarmee we in contact komen is lucht.  Normaal gezien bestaat het uit •21% Zuurstof, •78% Stikstof, •0.03% Koolstofdioxide, •0.97% Argon en •nog wat andere edelgassen.  De voornaamste gassen zijn dus stikstof en zuurstof.

7 Atmosferische druk  De massa van 1 liter lucht bij normale atmosferische druk en bij 0 ºCelsius is 1,29 gr (afgerond 1,3 gr)  Voor berekeningen is het voldoende 20% O en 80% N 2  Voor berekeningen is het voldoende 20% O 2 en 80% N 2  Atmosferische druk schommelt met de weersomstandigheden: ligt steeds rond de 1,013 bar (1013 mbar) afronden naar 1 bar.

8 Proef van Torricelli  Dezelfde proef zou men met water kunnen uitvoeren: in een glazen buis zou men dan een waterzuil van 10 m krijgen.

9 Alle 1000m / 100 mbar minder.

10 Absolute druk  Hydrostatische druk •0 m 0 bar •10 m 1 bar •20 m 2 bar •30 m 3 bar •40 m 4 bar •50 m 5 bar  Absolute druk •0 m 1 bar •10 m 2 bar •20 m 3 bar •30 m 4 bar •40 m 5 bar •50 m 6 bar •50 m 6 bar  Hierbij komt de druk die wij ondervinden door de druk van de verschillende waterlagen (de hydrostatische of relatieve druk).  Deze twee drukken samen geven ons de werkelijke druk die op ons lichaam heerst of de absolute druk.

11 Druk in vloeistoffen  Wet van Pascal:  Een druk uitgeoefend op een deel van een vloeistof, plant zich in alle richtingen voort met dezelfde grootte.   Deze wet is belangrijk. Het heeft voor een duiker geen belang in wat voor een omgeving hij duikt (in een grot, in een lange buis, in een rivier, in de zee,...) de omgevingsdruk zal steeds afhangen van de diepte waarop hij zich bevindt.

12 Pascal

13 Wet van Boyle-Mariotte  Bij een constante temperatuur is het volume van een bepaalde hoeveelheid gas omgekeerd evenredig met de druk. Bij een constante temperatuur is het product van druk en volume van een bepaalde hoeveelheid gas constant. P x V = constante

14 Toepassingen Boyle-Mariotte  Belangrijke toepassingen van de wet van Boyle-Mariotte zijn onder andere: •Een compressor om de duikflessen te vullen •Capillaire dieptemeters (ultraplat) •Luchtverbruik •Trimvest

15 Wet van Boyle-Mariotte of het verband tussen volume en druk  Wanneer wij een gas in een vat beschouwen, dan oefent dit gas steeds een druk uit op de wanden van dit vat.  Het gas bestaat uit trillende moleculen die tegen de wanden opbotsen.  Verkleinen wij nu het vat, dan krijgen wij een grotere concentratie van moleculen met meer botsingen als gevolg.  Hierdoor zal de druk toenemen.  Zo kunnen wij een omgekeerde emmer van 10 L onderdompelen in water. De lucht zit gevangen onder deze emmer. Hoe dieper wij nu afdalen onder water met deze emmer, hoe meer het gas zal samengedrukt worden (het vat verkleint dus). Wij kunnen de druk in deze emmer meten en wij zullen zien dat deze druk is toegenomen.

16 Wet van Gay-Lussac  Bij constant volume is de druk van een hoeveelheid gas recht evenredig met zijn temperatuur in graden Kelvin. P / T = constante

17 Wet van Charles  Bij constante druk is het volume van een hoeveelheid gas recht evenredig met zijn temperatuur in graden Kelvin. V / T = constante  Deze wet wordt ook wel toegeschreven aan Gay-Lussac.

18 Invloed van de temperatuur op gassen  Wanneer wij bij fysica spreken over temperaturen, dan gebruiken wij steeds de: Kelvinschaal (K) en niet de Celsiusschaal (°C).  Ook de temperatuur is van belang wanneer wij spreken over druk.

19 Invloed van temperatuur op gassen  Bij een grotere temperatuur beginnen de moleculen in een gas heviger te trillen waardoor het aantal onderlinge botsingen toeneemt en het gas gaat uitzetten.  Indien het gas in een vat zit, dan kan het niet uitzetten maar de druk zal toenemen.  Wanneer de temperatuur terug afneemt, dan zal het gas in volume afnemen of de druk verminderen.

20 Toepassingen  De druk in een fles vermindert als we met deze fles van het warme vulstation overgaan naar een bitterkoude Oosterschelde.  P 1 x V 1 / T 1 = P 2 x V 2 / T 2 = Constant

21 Luchtberekening   Stel dat wij een duikfles hebben met een inhoud van 15 liter.   Wanneer wij deze fles vullen met lucht, dan stoppen wij hier wel meer dan 15 "gewone" liters lucht in.   Dat komt omdat wij lucht blijven toevoegen aan de fles. Een gas is immers samendrukbaar.   Zo kunnen wij een fles steeds vullen tot een druk van 200 bar, een druk die 200 keer groter is dan de normale luchtdruk van 1 bar.   De hoeveelheid lucht in de fles bedraagt dan: 200 bar x 15 L = barl

22 Luchtverbruik onder water  Wanneer wij duiken, verhoogt onze omgevingsdruk.  Wanneer wij bijvoorbeeld op -30 m duiken, dan zitten wij met een absolute druk van 4 bar in plaats van 1 bar boven water.  Uit Boyle-Mariotte leren wij dat P x V een constante is.  Een gemiddelde mens verbruikt boven water 20 liter lucht per minuut of vermits wij op 1 bar zitten, 20 barliter per minuut.  Een gemiddelde mens verbruikt boven water 20 liter lucht per minuut of vermits wij op 1 bar zitten, 20 barliter per minuut.  Wanneer wij op -30 m zitten dan moeten wij 20 liter lucht inademen onder een druk van 4 bar.  Wij verbruiken dan 20 L x 4 bar = 80 barl per minuut.  Dientengevolge zullen wij steeds meer verbruiken des te dieper wij duiken.

23 Geluid onder water  Onder water horen wij de dingen niet zoals het "hoort". Een motorboot lijkt vlakbij en uit alle richtingen te komen. Hoe komt dat eigenlijk?  De snelheid?  Het geluid beweegt zich voort in een golfbeweging. De tussenstof waarin het geluid zich voortplant neemt zelf deel aan deze golfbeweging. Daarom is de snelheid van het geluid afhankelijk van de tussenstof.  Snelheid van geluid: •In lucht +/ 330 m/sec. •In water +/ m/sec

24 Lucht en zicht onder water  Onder water zien wij de dingen anders dan boven water. •Zonder duikbril zien wij niet scherp. •Alles lijkt groter en dichterbij. •Kleuren zijn niet herkenbaar.  Hoe komt dat eigenlijk?  Alle voorwerpen onder water lijken groter en dichter bij dan in werkelijkheid het geval is.

25 Lucht en zicht onder water  1/3 groter zien dan de werkelijkheid. Omdat een voorwerp groter lijkt, zullen onze hersenen dit trachten te vertalen naar een kleinere afstand.  Het blijkt dat wij op deze manier de voorwerpen onder water 1/4 van de werkelijke afstand dichterbij zien (oftewel op 3/4 van de werkelijke afstand).

26 Kleuren en lichtintensiteit veranderen  Onder water veranderen de kleuren. •Rode vissen lijken op grote diepte paars te worden. •Sommige kleuren zijn niet meer waarneembaar. •Hoe dieper wij duiken hoe groter het effect.  Hoe komt dat eigenlijk?  Hoe komt dat eigenlijk?

27 Absorbtie  Wanneer een lichtstraal door het water gaat, dan wordt zij geleidelijk aan geabsorbeerd door de stofdeeltjes in het water. De stofdeeltjes slorpen een deel van de lichtenergie op en slechts het overblijvende deel kan zijn weg naar beneden vervolgen.  Daarom wordt het donkerder naarmate wij dieper duiken.  Op een diepte van m heerst er volledige duisternis.

28 Deze kleuren zijn steeds zichtbaar in dezelfde volgorde: · Rood · Oranje · Geel · Groen · Blauw · Indigo · Violet

29 Diffusie of verstrooiing  Er bestaat nog een ander verschijnsel dat er voor zorgt dat kleuren anders lijken onder water.  Wij laten een lichtstraal op een zeer klein deeltje vallen. Als dit deeltje kleiner is of gelijk aan de golflengte van dit licht, dan wordt deze lichtstraal niet zomaar geabsorbeerd, maar ze wordt verstrooid.

30 Diffusie of verstrooiing  Wanneer het water grotere stofdeeltjes of plankton bevat (zoals in de Oosterschelde en de Noordzee), dan is de intensiteit van het licht veel minder afhankelijk van de golflengte van het licht.  Wij krijgen wel nog een verstrooiing van het licht, maar niet met een blauwe toon. In dit geval spreken wij over de Tyndall- verstrooiing.

31 Wet van Snellius  In het luchtledige legt het licht een rechtlijnige weg af, maar bij een overgang van het ene milieu naar het andere kan het licht soms afbuigen.  Zo zal het licht "breken" bij de overgang van lucht naar water en omgekeerd.  Wet van Snellius: n1 x sin(i) = n2 x sin(r)

32 Wet van Snellius


Download ppt "Fysica I - 3* NELOS Daniela Diegner Sportduikclub ‘de Walrussen’ © 2009."

Verwante presentaties


Ads door Google