Opfyldning af badebassin: afgør et væddemål please

#1| 0
Administrator

Der er sushi på spil om følgende:


Du skal fylde ungernes badebassin med vand fra en vandslange.


Person 1 siger:

Slangen skal holdes/ligge over vandoverfladen så vandet plasker ned i. På den måde er der intet "modtryk fra vandet - og bassinet bliver dermed fyldt op hurtigst.


Person 2 siger:

Slangen kan bare ligge i bassinet (nede i vandet) - det bliver fyldt op ligeså hurtigt.


Issuet er altså om vandet giver en form for modtryk hvis slangen ligger nede i vandet

01-07-2015 11:56 #2| 0

Easy - det går lige hurtigt.

01-07-2015 11:57 #3| 0
Administrator
MoPe skrev:Easy - det går lige hurtigt.

Kan du forklare hvorfor ?

01-07-2015 11:58 #4| 0

Selvfølgelig er der modtryk som er større end hvis slangen pumpede vand ud i luft, men det er fuldstændigt irrelevant.

Der skal xL/s ud af slangen, og det skal ud uanset om der er modstand eller ej. Hvor skulle det ellers forsvinde hen?


At det så kræver mere energi er bestemt en mulighed

Redigeret af hansel d. 01-07-2015 11:59
01-07-2015 11:58 #5| 0
MoPe skrev:Easy - det går lige hurtigt.

Ville jeg også umiddelbart mene, men en decideret forklaring er jeg lidt mere lost på.

01-07-2015 12:00 #6| 0
Administrator
hansel skrev:Selvfølgelig er der modtryk som er større end hvis slangen pumpede vand ud i luft, men det er fuldstændigt irrelevant.
Der skal xL/s ud af slangen, og det skal ud uanset om der er modstand eller ej. Hvor skulle det ellers forsvinde hen?

At det så kræver mere energi er bestemt en mulighed

Person 1 mener at det ligesom "Bliver oppe i vandhanen"

01-07-2015 12:05 #7| 0

Hvis man holder en finger for en vandhane og presser til, kan man jo lukke helt af for vandet, så modtryk må have et eller andet at sige.
Men lige i dette tilfælde, tror jeg ikke det har nogen betydning, da vandet i bassinet jo bare giver efter for trykket fra vandet, det kommet ud, så modtrykket er ubetydeligt.

01-07-2015 12:06 #8| 0

Selvfølgelig er der et modtryk, men det er ikke sikkert, at der bliver nogen målbar forskel.


Forestil dig et tilfælde, hvor den væske, som du lægger slangen i, yder præcis det modtryk, som din vandhane yder. I det tilfælde vil der være ligevægt og vandet flyder ikke. Modsætningen er så vand ud i vacuum.

01-07-2015 12:07 #9| 0

Var det på 1km havvand så skulle vi måske til at regne på pumpens kapacitet og typen af pumpe. Her må det dog være lige hurtigt da vandet skal ud og det her modtryk ikke kan få pumpen til at køre langsommere på nogen måde.

01-07-2015 12:09 #10| 0
Administrator

Jeg er stadig ikke blevet klogere :-/

01-07-2015 12:11 #11| 9

I må jo bare prøve at fylde det 2 gange. 1 gang med metode 1 og 1 gang med metode 2, samtidigt med i tager tid.

01-07-2015 12:16 #12| 0
Administrator
StonieN skrev:I må jo bare prøve at fylde det 2 gange. 1 gang med metode 1 og 1 gang med metode 2, samtidigt med i tager tid.

Hehe - jeg er faktisk villig til at bruge timerne og de 500 spir på bare at bevise jeg har ret :-)


Meeeeeeeeeeen - vi har vel en fysiker på PN som kommer på banen

01-07-2015 12:22 #13| 1

Fyld første halvdel op med slangen over vandet. Tag tid på dette.


Fyld anden halvdel op med slangen under vandet. Tag tid på dette.



01-07-2015 12:28 #14| 2

Om det kommer til at betyde noget ift. tid brugt afhænger af bassinets størrelse (= mængden af vand der skal i = vandets modtryk). Hvis det er meget stort (tænk øresund) vil der være tid sparet ved at lade slangen hænge over vandoverfladen. Dvs. teoretisk set har person 1 ret og det kan godt være at vandets modtryk vil gøre at der er en marginal forskel - den er dog ikke målbar og har derfor ingen indflydelse.


Men igen - med mindre der er tale om et kæmpe bassin gør det ingen forskel.


edit: Person 2 har ret hvis det er det specifikke badebassin i taler om (og det ikke er på størrelse med øresund). Bare for at være klar. Og indrøm dog bare at bassinet er til dig selv, det er ok.

Redigeret af Mahostott d. 01-07-2015 12:30
01-07-2015 13:04 #15| 1

Du kan jo også lige prøve med noget lidt mindre end et kæmpe badebassin...

01-07-2015 13:09 #16| 1

Jeg tror vi skal bruge Bernoullis princip her (https://en.wikipedia.org/wiki/Bernoulli's_principle)

Formlen er (v^2/2) gz (p/rho) = konstant.

Disclaimer: Jeg er ikke ingeniør eller fysiker.

Hvor hurtigt fylder vi bassinet? Volumen/sekund = mundingshastighed * (slangens åbningsareal). For at finde total volumen integrerer vi over tid.

Vi ved at hastigheden vi fylder bassinet med er en funktion af mundingshastigheden v. Det bør være indlysende for enhver.


Lad os antage at det reservoir vandet kommer fra ikke ændrer sig, eller er så stort at det i hvert fald er ubetydeligt. Så lad os antage at gz er konstant.

Trykket ved munding (p) er lufttryk + vandsøjletryk.

Rho er konstant 1000kg/m^3 (vand).

Fylder vi vand i et cylindrisk badbassin må vi derfor antage at v^2 + p = konstant.

Er slangen over bassinet er p konstant og v dermed også konstant mens vi fylder bassinet op.

Er slangen under vandkanten, er p proportionelt med vandsøjletrykket. Eftersom vandsøjletrykket stiger over tid, såfremt slangen er fikseret f.eks. ved bunden, må v derfor falde over tid.

Tiden det tager fylde bassinet op må derfor være længere, da vandet flyder langsommere.

01-07-2015 13:14 #17| 0

Det må alt andet lige også afhænge af, hvor højt vandet holdes over vandoverfladen og hvor varmt vandet er. Dermed risikerer noget af vandet at fordampe eller sprøjte op over bassinets sider, før det kommer ned i bassinet.. Men du kan helt sikkert ikke måle forskellen sikkert nok i praksis, medmindre du har et fysiklaboratorium. Der er alt for mange tilfældige variable, der kan påvirke dit resultat.

01-07-2015 13:17 #18| 4

Jeg er ved at skrive min PhD i fysik og nanoteknologi, så jeg vil mene at jeg kan komme med et sagligt argument:


Ja der vil være et modtryk fra vandsøjlen i bassinet, men med mindre at det er et seriøst dybt bassin (10+ meter) vil du ikke lægge mærke til forskellen. Vi snakker højst sandsynligt millisekunder eller allerhøjst sekunder.


Jeg har ikke lavet beregningerne, men det burde være ligetil så snart vi kender højden af bassinet. Du må egentlig gerne skrive dimensionerne på bassinet :-)


Giv mig de oplysninger og så skal jeg forsøge at give det en halv time når jeg har brug for en pause i skriveriet :-D

01-07-2015 13:22 #19| 0

Ud fra hvad der bliver skrevet i tråden af dem der ikke dumpede i fysik som mig, så er konklusionen vel at

Person 1 har teoretisk set ret
Person 2 har praktisk set ret

I må splitte den Sushi, og ellers anbefaler jeg at lade slangen ligge i vandet.
Så slipper I for at få ondt i armen, og kan oven i købet nyde en kold øl mens bassinet fyldes op.

01-07-2015 13:38 #20| 0

Er selv personligt ved at fylde mit 17000 liters fritstående bassin.

slangen skal ca. 1,8meter over tærren, inden den kan fylde poolen.


Hvis slangen skulle ligge på bunden, ville det så i dette tilfælde gøre en forskel ?


tager ca. 2 dags tid at fylde poolen.....

01-07-2015 13:42 #21| 0
Administrator
Razga skrev:Jeg er ved at skrive min PhD i fysik og nanoteknologi, så jeg vil mene at jeg kan komme med et sagligt argument:

Ja der vil være et modtryk fra vandsøjlen i bassinet, men med mindre at det er et seriøst dybt bassin (10+ meter) vil du ikke lægge mærke til forskellen. Vi snakker højst sandsynligt millisekunder eller allerhøjst sekunder.

Jeg har ikke lavet beregningerne, men det burde være ligetil så snart vi kender højden af bassinet. Du må egentlig gerne skrive dimensionerne på bassinet :-)

Giv mig de oplysninger og så skal jeg forsøge at give det en halv time når jeg har brug for en pause i skriveriet :-D

Lækkert


Bassinet er i runde tal 1 meter højt og 2,5m i diameter

01-07-2015 13:50 #22| 0

Så jeg gætter på at det er rundt? :-)

01-07-2015 13:51 #23| 3
Administrator
Razga skrev:Så jeg gætter på at det er rundt? :-)

Altså så rundt som jeg kunne få det imens konen tvang mig til at stå og holde slangen....



Ja - det er rundt ;-)

01-07-2015 15:06 #24| 0
Bridgeking skrev:
Altså så rundt som jeg kunne få det imens konen tvang mig til at stå og holde slangen....


Ja - det er rundt ;-)

Hahaha! Verdensklasse at det lige nøjagtigt er din kone der er person 1.

01-07-2015 15:32 #25| 1
MoPe skrev: Hahaha! Verdensklasse at det lige nøjagtigt er din kone der er person 1.

Jeg tænkte det samme

01-07-2015 15:38 #26| 0
Moderator

der er vel endnu en parameter i regnestykket? - løftehøjde.

det kræver også energi at løfte vandet. Er slangeenden placeret lavt, hjælper tyngdekraften med til at suge vandet ud :)

01-07-2015 15:51 #27| 1

Det nemmeste estimat, hvor man ikke skal ud og løse diverse integraler mm., er følgende...


Det maksimale (ekstra) tryk som vandet kan yde på vandslangen (som antages at ligge på bunden) er:


P = rho * g * h = 1 kg/m^3 * 9.82 m/s^2 * 1 m = 9.82 kg/(m*s^2) = 9.82 Pa

(rho = massefylde, g = gravitationskonstant, h = vandsøjlehøjde)


Hvis vi antager følgende, så kan vi udregne trykket som der presses med i vandslangen:

Væskeflow (Q) = 30 liter i minuttet = 0.5 liter i sekundet = 0.5*10^(-3) m^3/s

Slangens længde (L) = 5 m

Slangens radius (r) = 1 cm = 0.01 m


https://en.wikipedia.org/wiki/Hagen–Poiseuille_equation

P = 8*Q*µ*L/(pi*r^4),

hvor µ = 10^(-3) Pa s


Indsættes tal fås:

P = 636 Pa


Så de ca. 10 Pascal som væskesøjlen fra 1 meters vand yder på slangen udgør kun 1.5 % af det tryk som der ydes i den anden ende for at sende vandet igennem slangen. Man kan selvfølgelig så gå ind og regne på hvor hurtigt bassinet vil blive fyldt op i de to forskellige tilfælde - det startede jeg egentlig på, men det er ikke helt ligetil.


Men jeg kan ikke forestille mig at en 1.5 % modtryk kan have nogen synderlig indflydelse på opfyldningstempoet :-)


Her har jeg selvfølgelig antaget nogle værdier, men du kan jo prøve at måle efter og indsætte i formlen. Hvis slangen er tykkere, kortere eller væskeflowet er mindre, så bliver trykket fra vandet mere signifikant (om end ikke meget).


Disclaimer: Der kan selvfølgelig have sneget sig regnefejl ind i denne overslagsberegning.

01-07-2015 16:18 #28| 6

Og så skal vi vel ha' et billede af konen??

01-07-2015 17:16 #29| 2

Fuck det

giv hende ret

giv hende sushi og giv hende en tur i bassinet bagefter

Jeg ser det som 3 gange win

Husfred, mad, sex ☺

Men det vil være den model som person nr 1 beskriver der vil være den hurtigste dog ikke med meget.

Jeg har lige prøvet med et 100 l kar og det var i samme rum og der var metode 1 hurtigst med noget under et sekund. Dog skal jeg ikke kunne vurdere om vind og vejr spiller en forskel hos jer

01-07-2015 17:26 #30| 8
nikzz skrev:Fuck det
giv hende ret
giv hende sushi og giv hende en tur i bassinet bagefter
Jeg ser det som 3 gange win
Husfred, mad, sex ☺
Men det vil være den model som person nr 1 beskriver der vil være den hurtigste dog ikke med meget.
Jeg har lige prøvet med et 100 l kar og det var i samme rum og der var metode 1 hurtigst med noget under et sekund. Dog skal jeg ikke kunne vurdere om vind og vejr spiller en forskel hos jer

Der skal reelt et pic af konen til at afgøre om det er 3*win...

01-07-2015 18:03 #31| 0
dj-[k|cK skrev:

Er selv personligt ved at fylde mit 17000 liters fritstående bassin.

slangen skal ca. 1,8meter over tærren, inden den kan fylde poolen.


Hvis slangen skulle ligge på bunden, ville det så i dette tilfælde gøre en forskel ?

tager ca. 2 dags tid at fylde poolen.....



Vi har også svømmepøl derhjemme med 50.000 liter, det tager også 2 dage! Hvordan fanden kan det tage 2 dage for kun 17000 liter??
01-07-2015 18:16 #32| 0
Administrator

Tak razga!!

01-07-2015 19:51 #33| 0
Bridgeking skrev:

Tak razga!!




Ja ja Razga er en ung, god og sympatisk fyr med dame på, men er nu sikker på han i PN's tjeneste også mener der mangler noget.. ;-)

01-07-2015 19:56 #34| 1
nikzz skrev:

Fuck det

giv hende ret

giv hende sushi og giv hende en tur i bassinet bagefter

Jeg ser det som 3 gange win

Husfred, mad, sex ☺

Men det vil være den model som person nr 1 beskriver der vil være den hurtigste dog ikke med meget.

Jeg har lige prøvet med et 100 l kar og det var i samme rum og der var metode 1 hurtigst med noget under et sekund. Dog skal jeg ikke kunne vurdere om vind og vejr spiller en forskel hos jer





3xwin?? Dybt uenig!!
Giv hende ret - tabt
Sushi - tabt
Sex i forårskold pool (ku du selv finde den ;-) ) - tabt..

3xloose ..

01-07-2015 20:07 #35| 8
Administrator

Os der er over de 40 må i solidaritet og i respekt for jer andre unge gerne undlade at poste billeder af konerne

01-07-2015 20:09 #36| 0

Blev 40 i lørdags.. Du sender bare pm med billedet ;-)

01-07-2015 20:22 #37| 3

Blev gift i lørdags. I får sgu ikke noget pic ;-)


Og selv tak Bridgeking. Rart at kunne hjælpe med lidt fysik!

01-07-2015 20:30 #38| 0
Granaten11 skrev:
Vi har også svømmepøl derhjemme med 50.000 liter, det tager også 2 dage! Hvordan fanden kan det tage 2 dage for kun 17000 liter??

Vvs'eren var så smart at drosle ned lige efter vandmåleren, selvom jeg havde ført større rør rundt i huset.

Skal have sat et jordvarme anlæg op en dag (2016), så får jeg skiftet diverse rør ud.

01-07-2015 20:35 #39| 0

@Razga

Det afhænger jo også af viskositeten af vandet.


Derudover vil pumpen højst sandsynligt bare levere en større effekt og derved vil den samme mængde vand komme ud lige meget hvad.

01-07-2015 20:55 #40| 1
Razga skrev:Blev gift i lørdags. I får sgu ikke noget pic ;-)

Og selv tak Bridgeking. Rart at kunne hjælpe med lidt fysik!



Ikke meget solidaritet at hente der, bare fordi du har dit på det rene ;-) (Tillykke!!)

Men du ku nu godt ha givet en til holdet her ;-)



Redigeret af grovfil d. 01-07-2015 20:56
01-07-2015 21:26 #41| 0
123_All-in skrev:@Razga
Det afhænger jo også af viskositeten af vandet.

Derudover vil pumpen højst sandsynligt bare levere en større effekt og derved vil den samme mængde vand komme ud lige meget hvad.

Helt sikkert - og det indgår :-)


µ = dynamisk viskositet


grovfil skrev:
Ikke meget solidaritet at hente der, bare fordi du har dit på det rene ;-) (Tillykke!!)

Men du ku nu godt ha givet en til holdet her ;-)

Jeg ved at hun til tider læser med herinde, så jeg må hellere holde mig på det rene lige her ;-)

01-07-2015 21:56 #42| 0

Der er mange gode og vilde gætterier. Jeg er ingeniør og har haft om lidt om hydraulik.

Jeg vil sige begge væddemål har ret, rent praktisk (syntes derfor i skal dele) - men teoretisk har kun én af jer ret.


- Det er rigtigt at hvis man holder en tommelfinger på hullet, så stoppes strømmen, da vand i fx vandhaner har et bestemt tryk, (som skal kunne nå op til de øverste lejligheder mm.) Er trykket i hanen ikke stort nok, så kommer der intet vand, pga tyngdekraft mm. Så bliver vandet hvor det er, eller finder en anden rute.

- Det er rigtigt at vandet i bassinet yder et modtryk og dermed sænker vandstrømmen.

- Det er totalt lige meget hvor meget vand der er i bassinet.

- Det der er afgørende er, hvor dybt vandstanden er i bassinet. Jo større dybde, jo mere tryk i alle retninger (fra vægten af vandet oven over.)

Lægges slangen ned i 10 meter vand, vil det være sværere end oppe i nærheden af overfladen. Trykket stiger 1 atm pr. 10 meter vand. Hvis en tom slange stikkes ned i bassinet med vand, vil vandet stige op i slangen t/m vandoverfladen, så det er altså vægten/trykket af denne vandsøjle man skal overvinde. På 0.5 meters dybde har det marginal effekt..

Redigeret af ninjaskills d. 01-07-2015 22:27
01-07-2015 22:02 #43| 0

Mht. modtryk er det lige gyldigt hvor stort volumen er, da det kun er dybden vi er interesserede i. Men når vi bliver bedt om at regne ud hvor lang tid det tager at fylde bassinet, bliver vi selvfølgelig nødt til at vide hvor stort et bassin vi skal fylde :-

← Gå til forumoversigtenGå til toppen ↑
Skriv et svar