Mechanische druk

Mechanische druk en luchtdruk,
1.
Een metalen cylinder met een massa van 80 kg, een lengte
van 2 m, en een doorsnede van 25 cm2 staat vertikaal op zijn
kant. Hoe groot is de druk uitgeoefend op de vloer waarop
de staaf steunt ?
BA
(314 kPa)
2.
BA
Hoe groot is de kracht die door de lucht in een kamer wordt
uitgeoefend op een vensterpaneel van 40 cm op 80 cm ? De
normale atmosferische luchtdruk bedraagt 101,3 kPa. (deze
druk wordt dooreen even grote druk langs de andere kant van
het paneel gecompenseerd!)
(32,4 kN)
3.
Hoe groot is de druktoename in de vloeistof van een
injectiespuit als een verpleegster een kracht van 42 N
uitoefent op de zuiger van deze spuit die een straal heeft van
1,1 cm ?
BA
(110,5
kPa)
4.
Een dame met een gewicht van 650 N houdt zich in
evenwicht op de hiel van haar rechterschoen, die
cirkelvormig is en een straal van 2,5 cm heeft. Hoeveel druk
oefent ze daarbij uit op de grond? Vergelijk met de normale
atmosferische druk.
BA
(331 kPa;
3,3 x)
5.
Een evenwichtskunstenaar met een massa van 60 kg
balanceert op een wandelstok. Het uiteinde van de
wandelstok, dat in kontakt is met de grond, heeft een
oppervlakte van 0,92 cm2. Zoek de druk die de wandelstok
op de vloer uitoefent.
BA
(6,39
MPa)
6.
Een man van 70 kg draagt schoenen die elk een
zooloppervlakte van 200 cm2 hebben. Hoeveel druk oefenen
zijn schoenen uit op de grond ?
BA
(17,2 kPa)
7.
Op 10 km boven het zeeniveau is de atmosferische druk nog
28 kPa. Hoe groot is de kracht die loodrecht zal werken op
een vliegtuigraam met een oppervlakte van 600 cm2. In het
vliegtuig, dat op die hoogte vliegt, wordt een normale
luchtdruk (= 1013 hPa) onderhouden.
BA
(4,4 kN)
8.
Een pick-up naald waarvan de punt 0,1 mm straal heeft
oefent op de fonoplaat een kracht uit van 0,02 N. Hoe groot
is de druk van de naald in de groef van de plaat? Hoeveel
maal is dit groter dan de normale luchtdruk ?
BA
(637 kPa ;
6,3 x)
9.
Een zuiger drukt samen met een aantal massa's (in totaal 20
kg) op een hoeveelheid gas opgesloten in een gastank. De
BA
(346 kPa;
245 kPa)
doorsnede van de zuiger is 8 cm2. Hoe groot is de absolute
druk in de gastank..? Welke verschildruk zou een
manometer, op de tank geplaatst, aangeven?- (zie -figuur)
20 kg
8 cm2
Gas
10.
Hoe groot wordt de luchtdruk in een afgesloten ruimte als de
begindruk, van 950 hPa met 50 kPa wordt verhoogd ?
BA
(145 kPa)
11.
In welke mate neemt de luchtdruk toe als het kwikniveau in
een kwikbarometer met 60 mm stijgt? (rel. dichtheid. van Hg
= 13,6)
BA
(8 kPa)
12.
Hoeveel mm daalt het kwikniveau in een kwikbarometer als
de luchtdruk van 1021 hPa tot 1005 hPa afneemt ?
BA
(12 mm)
13.
In de condensor van een stoommachine meet men een
onderdruk van 90 kPa. De barometer wijst op dat ogenblik
975 hPa aan. Hoe groot is de absolute druk in de
condensor ?
BA
(7,5 kPa)
14.
Een omgedraaide fles is gedeeltelijk (hoogte = 30 cm)
gevuld met water en met een goed aansluitend papierafgesloten. Hoe groot mag de druk van de lucht boven het
water in de fles hoogstens zijn als de atmosferische druk
buiten de fles 1013 hPa bedraagt? (zie figuur)
(98,4 kPa)
30 cm
15.
Verklaar de werking van een alledaags vogeldrinkbakje (zie
BA
figuur).
16.
Welke kracht oefent de luchtdruk uit op het deksel van een
steriliseerbokaal als binnen de bokaal de dampdruk, 20 hPa
bedraagt en langs buiten de luchtdruk 980 hPa is. De
doormeter van het bokaaldeksel is 8,5 cm.
BA
(545 N)
17.
Bij welke barometerstand wordt het gevaar voor
mijngasontploffingen in de mijnbouw groter. Verklaar.
BA
(bij
dalende
luchtdruk)
18.
Een vacuümdichte doos heeft een deksel met een
oppervlakte van 80 cm2. De doos is in beperkte mate
luchtledig gemaakt. Indien er een kracht van 480 N nodig is
om het deksel van de doos te krijgen terwijl de atmosferische
druk 1040 hPa bedraagt, hoe groot was dan de druk van de
lucht in de doos ?
BA
(44 kPa)
19.
Om de twee helften van een gedeeltelijk luchtledig gemaakte
bol met 8 cm binnendoormeter van elkaar te scheiden is er
een kracht van 200 N nodig. Hoeveel druk was er nog
binnenin de bol als de buitendruk 950 hPa bedraagt ?
EX
(55,2 kPa)
20.
In 1654 gaf Otto von Guericke, burgemeester van
Maagdenburg en uitvinder van de vacuümpomp een
demonstratie, waarbij twee spannen van elk 8 paarden er niet
in slaagden de helften van een bronzen luchtledig gemaakte
bal uit elkaar te trekken.
EX
(20,9 kN)
- toon aan dat de kracht nodig om de 'Maagdenburgse bol' uit
elkaar te trekken F =  R2p bedraagt met R = buitenstraal
van de bal en p = de verschildruk tussen binnen- en
buitenkant van de bol
1. - bereken, als R = 27 cm en de binnendruk 1/10 van de
atmosferische druk is, de kracht die de paarden ontwikkeld
zouden moeten hebben om de klus te klaren.
21.
- waarom werden er twee paardespannen gebruikt? Een
enkel zou het bewijs toch ook geleverd hebben of niet? (zie
(twee is
alleen
meer
spektakel)
F
R
F
figuur)
22.
Een vliegtuig met massa 20 000 kg heeft een
vleugeloppervlak van 60 m2. Het vliegt horizontaal waarbij
de draagkracht van de vleugel gelijk is aan het gewicht van
het toestel. Hoe groot is het gemiddeld drukverschil tussen
het bovenste en het onderste vleugeloppervlak?
EX
(3,3 kPa)
23.
Een afbraakmachine duwt met een zware ijzeren staaf onder
een hoek van 20° tegen een muur met een kracht van 5 kN.
Tussen staaf en muur is er een contactoppervlakte van 8 cm2.
Zoek de druk van de staaf op dat stukje muur. (zie figuur)
EX
(5.9 MPa)
5000N
20°