Springen naar inhoud

Het principe van archimedes


  • Log in om te kunnen reageren

#1

jackisback

    jackisback


  • 0 - 25 berichten
  • 25 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2010 - 22:47

Hallo,
Ik zit vast met een denkvraagje.
Stel: Je hebt een gesloten behouder waarin zich een vloeistof bevindt. De behouder is maar half gevuld en boven de vloeistof kan je de druk regelen. Bij een bepaalde druk drijft een voorwerp op deze vloeistof (hij is voor een deel ondergedompeld en een deel niet). Nu wat gebeurt er als we de druk boven de vloeistof verhogen tot 2P?
Ik dacht namelijk als we de druk verhogen van boven, dat het voorwerp verder ondergedompeld wordt. Maar de afleiding van de archimedeskracht geldt:
-PA + (P + pgh)A = p (Ah) g
Nu als de druk 2 keer zo hoog wordt:
-2PA + (2P + pgh)A = p (Ah) g
Met P=de druk buitenaf
en p=dichtheid vloeistof
Kan je dan zeggen dat er niets gebeurt? Het voorwerp blijft even ondergedompeld als bij P druk?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 augustus 2010 - 23:28

Stel: Je hebt een gesloten behouder waarin zich een vloeistof bevindt. De behouder is maar half gevuld en boven de vloeistof kan je de druk regelen. Bij een bepaalde druk drijft een voorwerp op deze vloeistof (hij is voor een deel ondergedompeld en een deel niet). Nu wat gebeurt er als we de druk boven de vloeistof verhogen tot 2P?
Ik dacht namelijk als we de druk verhogen van boven, dat het voorwerp verder ondergedompeld wordt.


Denkpet op: stel dat je van het drijvende voorwerp 1 dm≥ extra onder water duwt. Wat gebeurt er dan met het volume lucht boven de vloeistof?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

jackisback

    jackisback


  • 0 - 25 berichten
  • 25 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2010 - 23:39

Denkpet op: stel dat je van het drijvende voorwerp 1 dm≥ extra onder water duwt. Wat gebeurt er dan met het volume lucht boven de vloeistof?


Euhm dan vergroot het volume van lucht boven de vloesitof. Groter volume => druk boven de vloeistof daalt?
Maar ik begrijp het niet goed. Ik dacht dat in mijn formule -PA de neerwaartse kracht was (hier de druk uitgeoefend door lucht boven de vloeistof)? Dus hij wordt meer ondergedompeld :s?
Edit: Ik dacht dat er nog een bericht geplaatst was maar blijkbaar is dat plots verdwenen :s.

Veranderd door jackisback, 29 augustus 2010 - 23:41


#4

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 augustus 2010 - 23:57

Euhm dan vergroot het volume van lucht boven de vloesitof. Groter volume => druk boven de vloeistof daalt? Maar ik begrijp het niet goed. Ik dacht dat in mijn formule -PA de neerwaartse kracht was (hier de druk uitgeoefend door lucht boven de vloeistof)? Dus hij wordt meer ondergedompeld :s?
Edit: Ik dacht dat er nog een bericht geplaatst was maar blijkbaar is dat plots verdwenen :s.

Ja dat andere bericht was van mij, een minuut na Jans bericht. Omdat het niet goed combineerde met Jans bericht heb ik het snel verwijderd. Na jouw reactie is het beter op zijn plaats:

Er is een opwaartse archimedeskracht die het water uitoefent op het deel dat onder water is, Farch_water = gewicht van het verplaatste water. Maar er is ook een opwaartse archimedeskracht die de lucht uitoefent op het deel dat boven water uitsteekt, Farch_lucht = gewicht van de verplaatste lucht. In jouw berekening verwaarloos je Farch_lucht, en in dat model zal de hoogte van het voorwerp inderdaad niet veranderen. Maar als de hoogte heel nauwkeurig gemeten wordt zal Farch_lucht niet verwaarloosbaar blijken te zijn. Dan zal blijken dat het voorwerp door de verhoogde luchtdruk iets ....

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 00:11

Denkpet op: stel dat je van het drijvende voorwerp 1 dm≥ extra onder water duwt. Wat gebeurt er dan met het volume lucht boven de vloeistof?



Euhm dan vergroot het volume van lucht boven de vloesitof.

nee, want elk volume voorwerp dat onder water verdwijnt drukt evenveel water omhoog toch? De druk verandert dus niks aan het evenwicht.



Maar als de hoogte heel nauwkeurig gemeten wordt zal Farch_lucht niet verwaarloosbaar blijken te zijn.

Jkien bedoelt dat de dichtheid van de lucht boven de vloeistof verandert.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

jackisback

    jackisback


  • 0 - 25 berichten
  • 25 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 00:22

Mijn berekening klopt enkel als het voorwerp helemaal ondergedompeld is net tot aan het wateroppervlak... Dus moet ik in mijn formule die extra druk bijzetten en aangezien het een neerwaartse druk is, zal het voorwerp lichtjes meer ondergedompeld worden?

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 00:26

zal het voorwerp lichtjes meer ondergedompeld worden?

Nee, want die druk werkt net zo goed op het water en via dat water dus ook op de onderkant van je voorwerp. In dat opzicht gebeurt er dus helemaal niks.

Integendeel, door het archimedeseffect van de lucht zoals jkien suggereert (en dat is er zeker, zie de luchtballon) zal je voorwerp zelfs een tikje omhoog komen.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3053 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 00:37

Nu rijst de vraag: zwemt een wedstrijdzwemmer sneller als de barometer hoog staat?

#9


  • Gast

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 10:09

Voor ik op de zwemmer inga, wil ik eerst nog even een voorbeeldje aanhalen, nl. de luciferkop in het met water gevulde bierflesje. Voor hen die het niet kennen: Vul flesje tot de rand met water, breek lucifer net onder de kop, leg kop in flesje, druk met de duim de flesopening dicht en druk hem iets naar binnen. De lucht die in het hout zit wordt samengeperst, het houtvolume neemt iets af en door het gewicht van het kruit op de kop zinkt het geheel. Laat de druk wegvallen en de luciferkop komt weer boven.
Conclusie: als een voorwerp beter samendrukbaar is dan het omringende medium zal de druk wel uitmaken in het drijfvermogen. Dit gaat op voor een luchtballon in lucht, alsmede voor de luciferkop.

Nu de zwemmer: het bovenstaande gaat maar ten dele op, want in een zwemmer bevindt zich niet veel lucht die niet kan ontsnappen. In het spijsverteringskanaal lukt het, in de longen niet, want die lucht ontsnapt als de buitendruk afneemt. Maar in principe zou de lucht in maag en darmen uitzetten als de barometer daalde, en er zijn zwemmers geweest die zich op lieten pompen, hoe precies weet ik niet en dat wil ik ook niet weten. Dus in prinncipe zou een zwemmer juist langzamer zwemmen als de buitendruk toenam, want hij komt dieper in het water te liggen.

#10

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 13:29

Jkien bedoelt dat de dichtheid van de lucht boven de vloeistof verandert.

Dit is natuurlijk niet altijd waar, het hangt af van hoe men de luchtdruk verhoogt. Doet men dit door de temperatuur te verhogen (eerder dan door gas bij te pompen of de lucht samen te drukken), dan is er geen verschil. Het is dus niet zozeer de barometer, maar de luchtdichtheid die een rol speelt, in de benadering dat de zwemmer onsamendrukbaar is.

Bovendien -niet dat iemand het tegendeel beweert, jackisback vermeldde het eigenlijk al, maar het is nuttig dit te benadrukken- is er geen verschil voor een volledig ondergedompeld lichaam, zolang we binnen de grenzen van het redelijke blijven en water als onsamendrukbaar beschouwen. Dus enkel de liggingshoogte kan veranderen, nooit het antwoord op de vraag 'drijft ie of drijft ie niet'.

#11


  • Gast

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 15:31

- is er geen verschil voor een volledig ondergedompeld lichaam, zolang we binnen de grenzen van het redelijke blijven en water als onsamendrukbaar beschouwen. Dus enkel de liggingshoogte kan veranderen, nooit het antwoord op de vraag 'drijft ie of drijft ie niet'.

Volgens mij in tegenspraak met het lucifer proefje?

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 augustus 2010 - 15:39

Volgens mij in tegenspraak met het lucifer proefje?

nee, want jouw drijvende object, althans de lucht daarin (in dat hout) is samendrukbaar.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures