diff options
Diffstat (limited to 'fiz/naloga/tekst/dokument.tex')
| -rw-r--r-- | fiz/naloga/tekst/dokument.tex | 31 |
1 files changed, 16 insertions, 15 deletions
diff --git a/fiz/naloga/tekst/dokument.tex b/fiz/naloga/tekst/dokument.tex index 94f58df..af3ad61 100644 --- a/fiz/naloga/tekst/dokument.tex +++ b/fiz/naloga/tekst/dokument.tex @@ -136,18 +136,18 @@ \begin{document} \maketitle \begin{abstract} -Ta dokument opisuje izvedbo in pripravo na projektno nalogo \textit{Potisna sila vodne rakete}. Opis vključuje teoretični del merjenja potiska in fizikalne koncepte +Ta dokument opisuje izvedbo in pripravo na projektno nalogo \textit{Potisna sila vodne rakete}. Opis vključuje teoretični del merjenja potiska in fizikalne koncepte. \end{abstract} \paragraph{Navodilo naloge} Izmeri potisno silo vode, ki izteka iz vodne rakete, ki je fiksno vpeta. Med poskusom meri tudi tlak v plastenki in višino vode v plastenki in izmerjene vrednosti primerjaj s teoretično napovedjo. \tableofcontents \section{Slovar pojmov} \begin{itemize} - \item \textbf{ADC}: Pretvornik iz analognega v digitalni signal (angleško \textit{analog to digital converter}) + \item \textbf{ADC}: Pretvornik iz analognega v digitalni signal (angleško \textit{analog to digital converter}). \end{itemize} \section{Uvod} -V mojem projektu \textit{\snovdn}merim potisno silo oziroma potisk vode, ki izteka iz vodne rakete in s tem raketo potiska navzgor. Merim tudi zračni tlak v plastenki in višino vode medtem ko je plastenka fiksno vpeta. Teoretične vrednosti primerjam z dejanskimi izmerjenimi in povem, kaj vpliva na lastnosti leta. +V svojem projektu \textit{\snovdn}merim potisno silo oziroma potisk vode, ki izteka iz vodne rakete in s tem raketo potiska navzgor. Merim tudi zračni tlak v plastenki in višino vode medtem ko je plastenka fiksno vpeta. Teoretične vrednosti primerjam z dejanskimi izmerjenimi in povem, kaj vpliva na lastnosti leta. \subsection{Opis poskusa} -Ker iztek vode poteče zelo hitro, podatkov ni moč odčitavati na roke. V ta namen bom uporabil izvajal strojno, in sicer: +Ker iztek vode poteče zelo hitro, podatkov ni moč odčitavati na roke. V ta namen bom meritve izvajal strojno, in sicer takole: \begin{itemize} \item \textbf{Potisna sila oziroma potisk}: \SI{5}{\kilo\gram} analogna vaga in HX711 \SI[parse-numbers=false]{10/80}{\hertz} 24-bitni ADC \item \textbf{Višina vode v plastenki}: Videoanaliza s programom Tracker in s kamero s \SI{60}{\hertz} @@ -163,14 +163,15 @@ Ker iztek vode poteče zelo hitro, podatkov ni moč odčitavati na roke. V ta na \vfill\null\columnbreak Na nosilec bom vertikalno namestil plastenko z vsemi povezanimi senzorji. Seveda bi bilo lažje montirati horizontalno, kakor se ponavadi meri potiske motorjev raket, vendar bi nas pri tem motilo to, da bi vsa masa, ki bi jo potiskali iz plastenke, torej voda, \textit{padla} na dno plastenke, pod ventil, in ne bi iztekla. - Raketa je torej monitrana vertikalno, pritrjena na silomeru. Ob napolnitvi rakete z ustrezno količino vode začnemo z zračnim kompresorjem za polnjenje avtomobilskih gum do željene vrednosti polniti plastenko z zrakom. Po tem kompresor odstranimo in s pripravljenim mehanizmom gardena\footnote{Gardena je blagovna znamka podjetja, ki se ukvarja s priključki za zalivalne cevi in amatersko vodno napeljavo, vendar tukaj ni mišljeno kot blagovna znamka, temveč kot oblika priključka.} priključek odklopimo iz rampe rakete, da voda potisne raketo navzgor. Sinhroniziramo meritve in jih shranimo v tabelo. + + Raketa je torej monitrana vertikalno, pritrjena na silomeru, ki je na njeni konici. Ob napolnitvi rakete z ustrezno količino vode začnemo z zračnim kompresorjem za polnjenje avtomobilskih zračnic do željene vrednosti polniti plastenko z zrakom. Po tem kompresor odstranimo in s pripravljenim mehanizmom gardena\footnote{Gardena je blagovna znamka podjetja, ki se ukvarja s priključki za zalivalne cevi in amatersko vodno napeljavo, vendar tukaj ni mišljeno kot blagovna znamka, temveč kot oblika priključka.} priključek odklopimo iz rampe rakete, da voda potisne raketo navzgor. Sinhroniziramo meritve in jih shranimo v tabelo. Za pridobitev dejanske sile potiska moramo surovim meritvam vage prišteti še gravitacijsko silo po formuli $m\cdot g$, kjer je $m$ masa plastenke v danem trenutku. Maso lahko izračunamo, saj nam je tara, torej masa plastenke in ostalih priprav, znana, odšteti moramo samo še gravitacijsko silo na vodo v plastenki, ki jo izvemo iz videoanalize. \end{multicols} \begin{multicols}{2} - Namesto dejanske rakete bom uporabil plastenko, ker itak zračni upor zanemarimo --- raketa bo fiksno vpeta. Za izstrelitev bom vseeno uporabil vzletno rampo za vodne rakete, ker jo itak že imam. Deluje tako, da na raketo, ki ima navaden \SI{22}{\milli\meter} navoj PET plastenke, pritrdimo adapter, ki ima na eni strani ženski navoj plastenke, na drugi pa moški gardena priključek, nato pa gardena priključek zahakljamo v namensko pripravo, ki nam omogoča hkratno polnjenje z zrakom iz kompresorja in sunkovit odklop. Priprava ima standardni avtomobilski ventilček. + Namesto dejanske rakete bom uporabil plastenko, ker itak zračni upor zanemarimo --- raketa bo fiksno vpeta. Za izstrelitev bom vseeno uporabil vzletno rampo za vodne rakete, ker jo itak že imam. Deluje tako, da na raketo, ki ima navaden \SI{22}{\milli\meter} navoj PET za plastenke, pritrdimo adapter, ki ima na eni strani ženski navoj plastenke, na drugi pa moški gardena priključek, nato pa gardena priključek zahakljamo v namensko pripravo, ki nam omogoča hkratno polnjenje z zrakom iz kompresorja in sunkovit odklop. Priprava ima standardni avtomobilski ventilček. - Za merjenje tlaka v plastenki bi lahko v plastenko zvrtal luknjo in namestil medeninasti navoj, ki bi ga prilepil z močnim lepilom, odpornim na vodo, recimo s sikafleksom\footnote{Sikafleks je blagovna znamka podjetja, ki se ukvarja z vodoodpornimi industrijskimi lepili, vendar tukaj ni mišljeno kot blakovna znamka, temveč kot tip lepila.}. Ker to morebiti ne bi zdržalo večjih tlakov, bi bila alternativna rešitev uporaba vodovodarskega T-adapterja, na katerega bi na eno \textit{roko} privili plastenko, na \textit{nogo} merilnik tlaka, na drugi \textit{roki} pa bi imeli gardena priključek. Tak T-adapter bi bilo zelo težko najti, najlažja metoda bi bila 3D-tisk. + Za merjenje tlaka v plastenki bi lahko v plastenko zvrtal luknjo in namestil medeninast navoj, ki bi ga prilepil z močnim lepilom, odpornim na vodo, recimo s sikafleksom\footnote{Sikafleks je blagovna znamka podjetja, ki se ukvarja z vodoodpornimi industrijskimi lepili, vendar tukaj ni mišljeno kot blagovna znamka, temveč kot tip lepila.}. Ker to morebiti ne bi zdržalo večjih tlakov, bi bila alternativna rešitev uporaba vodovodarskega T-adapterja, na katerega bi na eno \textit{roko} privil plastenko, na \textit{nogo} merilnik tlaka, na drugi \textit{roki} pa bi imel gardena priključek. Tak T-adapter bi bilo zelo težko najti, najlažja metoda bi bila 3D-tisk. \vfill\null\columnbreak @@ -206,7 +207,7 @@ Dokumentacija teh merilnikov in programov, kakor sem jo uspel najti, je povezana \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.2\textwidth]{img/pressure.jpg} + \includegraphics[width=0.25\textwidth]{img/pressure.jpg} \caption{Kaj je merilnik tlaka (to sicer ni moj merilnik tlaka)} \end{figure} \end{multicols} @@ -255,7 +256,7 @@ Rampa bo služila kot stojalo za raketo. \item Gostota zraka \item Zunanji tlak \item Presek vodnega toka - \item Celoten volument plastenke + \item Celoten volumen plastenke \end{itemize} \section{Obseg spreminjanja neodvisne količine} \begin{itemize} @@ -266,18 +267,18 @@ Rampa bo služila kot stojalo za raketo. Za vsako kombinacijo sprememb neodvisnih količin bom prikazal potisk, pritisk in volumen vode v odvisnosti od časa. \section{Opis teoretičnega modela} \begin{itemize} - \item Zračni upor zanemarimo, ker je rakete fiksno vpeta in ne leti. + \item Zračni upor zanemarimo, ker je raketa fiksno vpeta in ne leti. \item Upoštevali bomo dve glavni sili na raketo kot sistem, silo teže ($F_g$) in silo potiska vsled odriva vode/mase ($F_\alpha$). Masa rakete brez vode je konstantno $m_0$, vendar je pri računanju sile teže treba upoštevati, da je med letom vedno manj vode. Enačba za silo teže v danem trenutku je torej $F_g = g\cdot(m_0+m_\alpha)$, kjer je $m_\alpha$ masa vode v trupu rakete. - \item Da raketa vzleti, mora biti zagotovljeno naslednje stanje: $F_g < F_\alpha$. To se zgodi takrat, ko je potisk oziroma potisna sila vode dovolj velika ter je izteklo že dovolj vode. + \item Da raketa vzleti, mora biti zagotovljeno naslednje stanje: $F_g < F_\alpha$. To se zgodi takrat, ko je potisk oziroma potisna sila vode dovolj velika ter je izteklo že dovolj vode, da gravitacijska sila ni prevelika. \item $t_0$ je začetni časovni žig meritev ob odprtju ventila. \item $t_\alpha$ je čas ob danem času/volumnu/pritisku/potisku/.... - \item $V_0$ predstavlja začetni volumen vode v plastenki. V meritvah bo to spremenljivka in bo poizkusno variiran. + \item $V_0$ predstavlja začetni volumen vode v plastenki. V meritvah bo to spremenljivka in bo poizkusno variirana. \item $V_\alpha$ je volumen vode ob danem času/volumnu/pritisku/potisku/... med letom v plastenki. \item $p_0$ je začetni tlak v plastenki in hkrati tlak okolice. Tlak okolice ne bo merjen, ker se smatra, da se zanemarljivo spreminja. Pri računanju, kjer je potreben tlak okolice, se uporabi $p_0$. - \item $p_\alpha$ je delta oziroma razlika med tlakom v plastenki in $p_0$ oziroma tlakom okolice ob danem času/volumnu/pritisku/potisku/.... -\subsubsection{Hipoteze oziroma predvidevanja} + \item $p_\alpha$ je delta oziroma razlika med tlakom v plastenki in $p_0$ oziroma tlakom okolice ob danem \\ času/volumnu/pritisku/potisku/.... +\subsection{Hipoteze oziroma predvidevanja} \begin{itemize} - \item Predvidevam, da bo večanje količine vode ($V_0$) na neki točki postalo brezpredmetno, saj bo raketa pretežka, beri $F_g$ bo prevelik in bo voda prvih nekaj desetink sekunde zgolj na tleh iztekala vodo. + \item Predvidevam, da bo večanje količine vode ($V_0$) na neki točki postalo brezpredmetno, saj bo raketa pretežka, beri $F_g$ bo prevelik, in bo raketa prvih nekaj desetink sekunde zgolj na tleh iztekala vodo. \end{itemize} \section{Licence slik} \begin{enumerate} |