Ik studeer Civiele Techniek en ben bezig met het vak Hydrodynamica. We hebben de opdracht gekregen om te berekenen of de duiker opdrijft ja of nee. De uitwerking van de docent is gegeven, die heb ik onderaan ingevoegd. Echter vraag ik me af of er niet 4 in plaats van 3 krachten zijn die naar beneden wijzen, namelijk de kracht die het grondwater dat boven de duiker staat boven op de duiker uitoefend. Mijn vraag is dus: Is er nog een vierde kracht naar beneden gericht, namelijk de kracht van de grondwater dat bovenop de duiker staat?
De opgave
(dichtheid water=1000 kg/m3)
Opgave buoyancy.JPG (82.47 KiB) 547 keer bekeken
De uitwerking door de docent
Opgave buoyancy antwoord 1.JPG (95.54 KiB) 547 keer bekeken
Opgave buoyancy antwoord 2.JPG (60.6 KiB) 548 keer bekeken
Dank voor je reactie. Graag wil ik je er opwijzen dat de uitwerking die ik bijgevoegd heb het antwoordenmodel is dat verstrekt is door de docent. De absolute opwaartse druk heeft het wel meegenomen volgens mij. Hij heeft deze Fb genoemd. F=p*A=(ρ*g*h) * (A) = (1000 kg/m3 * 10 m/s2 * 5 m) * (5 m * 1 m) = 50000 * 5 = 150.000 N.
Moet ik er dus vanuit gaan dat er nog een neerwaartse kracht F = (1000 kg/m3 * 10 m/s2 * 2 m) * (5 m* 1 m) = 100.000 N werkt?
Resultante = Ftotaal neerwaarts - Waterdruk onderkant= 312.960 - 250.000 = 62.960 N, naar beneden gericht dus geen opdrijving.
Dus dan klopt de uitwerking van de docent wel, maar streept hij blijkbaar een aantal gegevens tegen elkaar weg, dat zorgt niet voor extra duidelijkheid ;-)
Ja en nee. Wanneer je met archimedes werkt, denk je niet meer aan drukken aan boven- en onderkant. Maar alleen in volumes
Wat is het volume van de duiker?
Dus wat is het volume van het verplaatste water?
En wat is de massa van dat verplaatste water?
Je komt op hetzelfde antwoord uit, alleen de route is anders.
Maar stel dat je een ronde buis onder water hebt, dan is "de druk op de onderkant" heel lastig te bepalen (probeer maar) maar het volume is heel simpel.
Als we aannemen dat de diepte van de duiker 1 meter is, dan:
Vduiker: 5 x 3 x 1 = 15 m3
Dus Vwater = 15 m3
Dus mwater = 15 x 1000 = 15.000 kg
Dus Gwater = 150.000 N
Dus omdat het volume van de duiker 15m3 is, en volledig onder water ligt wordt er ook 15 m3 water weggedrukt. En 15 m3 water geeft een gewicht van 150 kN.
