[fysica] massa lood om hout te laten zinken

anakin skywalker

Bron: Natuurkunde voor wetenschap en techniek deel I (douglas c giancoli)

Een stuk hout (rel dichtheid 0,50) van 520 g drijft in water, we willen het laten zinken door er een stuk lood aan te hangen, wat moet ten minste de massa zijn van dit stuk lood?

De rel dichtheid is 0,50, dus 500 (0,50 * 10^3) kg/m³ en de massa is 0,52 kg

Het volume van het hout bedraagt dus 0,52/500 = 0,00104 m³

Het hout ondergaat dus een opwaartse kracht van F = 1000 * 9,81 * 0,00104 m³ = 10,2024 N

Het gewicht van het hout is 0,52 kg * 9,81 = 5,1012 N (vreemd dat de opwaartse kracht groter is dan het gewicht, ligt dat aan mij of is dat normaal bij drijvend materiaal?)

10,2..N wordt dus al gecompenseerd door 5,1..N, dus moet er nog eens 5,1 N gecompenseerd worden voor het hout ondergaat (dacht ik)

Dus dacht ik: F = m*g = 5,1N, dus m = 5,1N/9,81 = 0,52 kg...maar de oplossing is 0,57 kg...wat doe ik nu weer verkeerd?

Jan van de Velde

anakin skywalker schreef:Het hout ondergaat dus een opwaartse kracht van F = 1000 * 9,81 * 0,00104 m³ = 10,2024 N

Het gewicht van het hout is 0,52 kg * 9,81 = 5,1012 N (vreemd dat de opwaartse kracht groter is dan het gewicht, ligt dat aan mij of is dat normaal bij drijvend materiaal?)

Als het geheel is ondergedompeld wel, want anders zou het niet willen drijven. Het gewicht verplaatst water is dan groter dan het gewicht van het houtblok. En het gewicht verplaatst water is gelijk aan je opwaartse kracht.

maar de oplossing is 0,57 kg...wat doe ik nu weer verkeerd?

Het lood hangt onder het blokje, en dus ook in het water, en ondervindt zelf dus ook een opwaartse kracht.

anakin skywalker

Dus het lood moet zwaar genoeg zijn om zowel de eigen opwaartse kracht als die van het hout te overwinnen ofzo?

Je weet die opwaartse kracht op het lood toch niet?

Jan van de Velde

Je weet wel hoeveel extra gewicht je nodig hebt voor dat hout. Dichtheid van lood kun je opzoeken. gewicht lood moet voldoende zijn voor eigen opwaartse kracht plus benodigd extra gewicht voor het hout.

anakin skywalker

Uhu, ik heb het 1,5 uur geleden gevonden

heel erg bedankt!

EDIT: ik kwam wel iets van een 0,566 uit...kan dat? (het antwoord is 0,570)

Jan van de Velde

EDIT: ik kwam wel iets van een 0,566 uit...kan dat? (het antwoord is 0,570)

Hangt er alles van af hoever je afrondt onderweg en wat je tabellenboek zegt voor lood. 0,566 is wel "hetzelfde" als 0,57, maar niet "hetzelfde" als 0,570.

Ik zou het verder beschouwen als

"A difference that makes no difference is no difference"

(Desmond Bagley)

anakin skywalker

5,1012 N = rho*g*V = 11,3E3 * 9,81 * V

Volume dat het lood moet hebben is dus 5,1012/(11,3E3 * 9,81) = 4,60..E-5 m³

Het lood zal in het water een opwaartse kracht van F = rho*g*V = 1000 * 9,81 * 4,60...E-5 (ik heb de niet afgeronde waarde gebruikt) = 0,45...N ondervinden..

De kracht die het lood dus moet overwinnen is 5,1012 + 0,45...N (opnieuw is de niet afgeronde waarde gebruikt) = 5,55...N

5,55...N (opnieuw de niet afgeronde waarde gebruikt) = m*g => m = 5,55...N/9,81 = 0,5660176991 kg

Jan van de Velde

toch gaat er iets niet helemaal goed, maar ik zie zo gauw niet waar nou precies je fout zit, en heb eerlijk gezegd weinig zin er nu nog naar te gaan zoeken.

zelf zou ik een stelsel van twee vergelijkingen opzetten:

doordat het houten blokje met het loodje nét zweeft in water weet ik twee dingen:

ik weet dat het volume hout plus volume lood gelijk is aan het volume verplaatst water.

V_h+V_pb = V_w
verder weet ik dat de massa hout plus de massa lood gelijk zal zijn aan de massa verplaatst water

ρ_h·V_h + ρ_pb·V_pb = ρ_w·V_w

en als ik dat stelsel oplos kom ik op 0,5704805 kg lood. (met de dichtheid van lood 11 300 kg/m³ die jij kennelijk gebruikt)

anakin skywalker

Ach, whatever, ik heb geen tijd om me nog met druk bezig te houden...zoals je zei: "A difference that makes no difference is no difference"

Wel bedankt voor de hulp!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[fysica] massa lood om hout te laten zinken

[fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken

Re: [fysica] massa lood om hout te laten zinken