Wet van Archimedes

Maarten Schroeven

Over mij

Over deze presentatie

https://sonaryr.github.io/duiktheorie GIT repository

Open Source

Enkele afspraken

GSM's uit of stil

Vragen? Stel ze!

Voorkennis

Korte herhaling

Begrippen

  • Massa ($kg$)
  • Kracht ($N$)
  • Gewicht ($1kg \Rightarrow 9,81N \approx 10N)$
  • Druk ($Pa$)

Wet van Pascal

Een druk, uitgeoefend op een deel van een vloeistof, plant zich in alle richtingen voort met dezelfde grootte.

Tijd voor een verhaaltje!

Wet van Archimedes

Een lichaam ondergedompeld in een vloeistof, ondergaat een opwaartse stuwkracht gelijk aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.

Tijd voor een proef!

Opwaartse stuwkracht

  • Onafhankelijk van diepte
  • Afhankelijk van volume
  • Afhankelijk van dichtheid van vloeistof

Opwaartse stuwkracht

Een ondergedompeld lichaam behoudt zijn gewicht

⇒ 2 tegengestelde krachten

opwaartse stuwkracht & gewicht (aantrekking tot aarde)

Opwaartse stuwkracht

opwaartse stuwkracht < gewicht blok

De blok zal zinken/zweven/stijgen

Opwaartse stuwkracht

opwaartse stuwkracht = gewicht blok

De blok zal zinken/zweven/stijgen

Opwaartse stuwkracht

opwaartse stuwkracht > gewicht blok

De blok zal zinken/zweven/stijgen

Opwaartse stuwkracht

drijven

opwaartse stuwkracht ondergedompeld deel
=
gewicht blok

voorbeeld: boot

Opwaartse stuwkracht

  • Onafhankelijk van diepte
  • Afhankelijk van volume
  • Afhankelijk van dichtheid van vloeistof

Tijd voor (nog) een proefje!

Dichtheid

Gelijke volumes van verschillende stoffen hebben een verschillend gewicht en dus ook een verschillende massa.

Dichtheid

Voor duikers zijn de belangrijkste:

  • Zuiver zoet water: $1000\frac{kg}{m^{3}} = 1,000\frac{kg}{dm^{3}} = 1,000\frac{kg}{l}$
  • Zout water: $1025\frac{kg}{m^{3}} = 1,025\frac{kg}{dm^{3}} = 1,025\frac{kg}{l}$

Toepassingen in de duiksport

  • Uittrimmen
  • uitloden
  • Hefballon
  • Vlotters aan een buddyline

Oefeningen op de wet van Archimedes

Wat zal er gebeuren als je 1kg lood in zuiver zoet water legt?
Dit zal afhangen van het volume
  • Een loodblok zal zinken
  • Een bootvorm zal drijven door meer verplaatst volume

Oefeningen op de wet van Archimedes

Een duiker met zijn duikuitrusting 'weegt' 95kg, om perfect uitgetrimd te zijn in zoet water heeft hij 5kg lood nodig. Hoeveel lood heeft hij nodig in zout water?

Zoet water

zweven: $gewicht_{duiker} = gewicht_{water}$

$$ \begin{align} 95kg + 5kg & = V_{water} \cdot dichtheid \\ 100kg & = V_{water} \cdot 1,000\frac{kg}{l} \\ \frac{100kg}{1\frac{kg}{l}} & = V_{water} \\ 100l & = V_{water} \\ \end{align} $$

Zout water

zweven: $gewicht_{duiker} = gewicht_{water}$

$$ \begin{align} gewicht_{duiker} & = V_{water} \cdot dichtheid \\ gewicht_{duiker} & = 100l \cdot 1,025\frac{kg}{l} \\ gewicht_{duiker} & = 102,5kg \\ \end{align} $$

⇒ deze duiker (95kg) heeft 7,5kg lood nodig in zout water

Oefeningen op de wet van Archimedes

Een blok hout drijft aan de oppervlakte en is voor de helft onder water en verplaatst 10l zoet water. Hoeveel lood zal ik hier aan moeten bevestigen om deze blok onder water te krijgen?

Voor deze oefening gaan we er van uit dat het extra lood geen water verplaatst

drijven: gewicht van de blok = gewicht verplaatst water ondergedompeld deel

$$ \begin{align} gewicht_{blok} & = V_{water} \cdot dichtheid \\ gewicht_{blok} & = 10l \cdot 1,000\frac{kg}{l} \\ gewicht_{blok} & = 10kg \\ \end{align} $$

blok helemaal ondergedompeld

Er zal 20l water verplaatst worden

zinken: gewicht van de blok + lood > gewicht verplaatst water

$$ \begin{align} gewicht_{blok} + gewicht_{lood} & > V_{water} \cdot dichtheid \\ 10kg + gewicht_{lood} & > 20l \cdot 1\frac{kg}{l} \\ 10kg + gewicht_{lood} & > 20kg \\ gewicht_{lood} & > 20kg - 10kg \\ gewicht_{lood} & > 10kg \\ \end{align} $$

Doordenkertje

Op een boot in Vodelee ligt een grote loodblok, wat zal er gebeuren met de waterstand als we deze loodblok in het water laten vallen?

Samenvatting

  • Wet van Archimedes
    • Zinken/Zweven/Stijgen/Drijven
    • Opwaartse stuwkracht
    • Dichtheid

Zijn er nog vragen?

maarten@sonaryr.be

Bedankt voor jullie aandacht!