Fysica – hoofdstuk 2 : Hydrostatica 1ejaar 2egraad (2uur)
- 113 -
6. Verbonden vaten 6.1 Verbonden vaten met een zelfde vloeistof Proef:
We gieten één vloeistof in verbonden vaten.
Opmerking: De vaten moeten bovenaan open zijn. De druk op het vloeistofoppervlak moet overal even groot zijn.
Waarneming: De vloeistofniveaus staan in alle vaten …………………………………………. Het vloeistofniveau is …………………………………………van de vorm van het vat. Verklaring: Een willekeurig punt in de verbindingsbuis ondergaat in alle richtingen ………………….........druk. Dit is alleen mogelijk als de ………………………………… van de vloeistofkolommen aan beide zijden even hoog is.
6.2 Toepassingen:
( kleur de vloeistof op onderstaande figuren)
Om na te gaan tot op welke hoogte een ketel gevuld is met vloeistof gebruikt met een peilglas.
Om horizontaal te kijken gebruiken de landmeters een « flesjeswaterpas »
Het peil in de waterputten is steeds gelijk aan het peil van het grondwater.
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 114
Door het openen van schuiven in sluisdeuren komt het waterpeil in de sluiskolk automatisch op dezelfde hoogte als het peil van het water boven de sluis.
Bij watervoorziening van een stad of dorp, pompt men eerst water in het reservoir van een watertoren. Van daaruit wordt het dan naar de huizen geleid. Het kan eveneens uit een fontein opspuiten.
Bij artesische putten spuit het water op, doordat het peil van de watermassa, die zich tussen twee ondoordringbare lagen gevormd heeft, hoger is dan de plaats waar men de put geboord heeft.
Denk na en antwoord: Leg uit dat een sifon (of geurafsluiter) een toepassing is op het principe van verbonden vaten :
................................................................................... ................................................................................... ................................................................................... ................................................................................... Leg uit dat een “waterslang” die metselaars gebuiken om “waterpas” te zetten, een toepassing is op de verbonden vaten: .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. ..................................................................................................................................
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 115
6.3 Verbonden vaten met verschillende niet mengbare vloeistoffen Proef: We gieten water in een U-vormige buis. In één van de benen gieten we daarenboven een hoeveelheid olie.
h water = ..........................
ρ
water
h olie = .....................
= .........................
ρ
olie
= .....................
Punt: b
Punt: a Waarneming:
De vloeistofniveaus staan in beide vaten ………………………………………………………… De vloeistof met de ………………………………………dichtheid staat het hoogst . Verklaring: De druk in a: ……………………………………………………………… (1) De druk in b: ……………………………………………………………… (2) Druk in punt a ................druk in het punt b dus ⇒
h2 . ρ2 . g = h1 . ρ1 . g
⇒
h2 . ρ2 . g = h1 . ρ1 . g
⇒
h 2 ρ1 = h1 ρ 2
Besluit: De hoogten van de vloeistofkolommen verhouden zich als de ……………………… verhouding van de dichtheden van de vloeistoffen.
Maw: De vloeistof met de grootste dichtheid heeft de ..................... vloeistofkolom boven het scheidingsoppervlak.
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 116
6.4 Vraagstukjes: 1. In een U-vormige buis, gevuld met water ( ρ
g
=1
cm cm aceton( ρ
= 0, 8
g cm 3
3
), wordt er aan de rechterzijde 24
) toegevoegd. Hoe groot wordt het niveauverschil tussen beide
buizen? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………
2. Een U-vormige buis is gevuld met chloroform ( ρ
= 1,5
g cm 3
). Aan de linker zijde
voegen we water toe en we willen eindigen met een niveauverschil van 10 cm. Hoe hoog moet de waterkolom dan zijn?
………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
6.5 Toets jezelf
hoofdstuk 2
pag. 117
(extra vraagstukjes):
1. In een U-vormige buis staat kwik. Vervolgens giet men daarboven in het ene been 16,0 cm water, in het andere 25,0 cm alcohol. Aan de zijde van het water staat het kwikniveau daardoor 3,0mm hoger dan in het andere been.Bepaal de dichtheid van alcohol . De dichtheid van kwik is
13,6
g g −1 . (Oplossing: 8,00 ⋅10 ) 3 cm cm 3
2. Een U-vormige buis met even wijde benen van 60,0 cm lengte wordt tot halve hoogte met water gevuld. Men giet een van de benen vol olie ( ρ = 8,50 ⋅ 10 olie staan in de buis? (Oplossing:
−1
g ). Hoveel cm cm 3
5,22 ⋅101 cm )
3. In een U-vormige buis staat kwik. Daarboven staat in het ene been 25,0 cm water. Hoe hoeveel cm alcohol (
ρ = 0,80
g ) moet men in een ander been gieten, opdat cm 3
de bovenoppervlakken in eenzelfde horizontaal vlak liggen. De dichtheid van kwik is
13,6
g . cm3
(Oplossing:
2,46 ⋅101 cm )
6.6 Samenvatting: Verbonden vaten met een zelfde vloeistof : De vloeistofniveaus staan in alle vaten ………………………………
Verbonden vaten met verschillende niet mengbare vloeistoffen:
h 2 .................. = h 1 .................. De hoogten van de vloeistofkolommen verhouden zich als de ……………………… verhouding van de dichtheden van de vloeistoffen.
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 118
6.7 Bijvoegsel: Dichtheden van stoffen Vaste stoffen in
Vloeistoffen
g cm 3
in
Gassen
g cm 3
in
g g !! = 10-3 l cm 3
Aceton
0,794 Ammoniak (NH3)
0,91
Alcohol (ethyl) Alc. (methyl)
0,791 Argon
1,38
Diamant
1,82,5 3,51
0,793 Chloor
2,49
Fosfor (wit)
1,83
Benzol
0,881 Helium
0,14
Glas
2,5
Chloroform
1,49
1,53
Goud
19,3
Ether
0,716 Koolstofmonoxide
0,97
Hout: populier
Glycerine
1,26
0,55
Kwik (0°C)
13,59 Neon
0,70
Hout: eik
0,350,5 0,640,7 0,7- 1
Nafta
0,66
Ozon (O3)
1,66
IJs (0°C)
0,92
Olijfolie
0,92
Stikstof
0,97
IJzer
7,85
Petroleum
0,8
Waterstof
0,069
Gietijzer
7,6
Terpentijn
0,87
Waterstofchloride
1,27
Koper
8,93
Zeewater
1,025 Waterstofsulfide
Kurk
Zwaveldioxide
2,26
Lood
0,200,35 11,3
Marmer
2-2,8
LUCHT (0°C)
1,29
Messing
Platina
8,18,6 0,71,12 0,870,91 21,4
Staal
7,8
Steenkool Suiker
1,21,5 1,58
Tin
7,28
Wolfram
19,1
Zilver
10,5
Zink
7,14
Zwavel
1,962,07
Aluminium Beton
Hout: notelaar
Papier Paraffine
2,69
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Koolstofdioxide
Methaan (CH4)
1,19
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 119
7. Wet van Archimedes 7.1 Proeven en besluiten Proef: Een lichaam wordt met een fijn draadje aan een dynamometer gehangen zodat men het gewicht van dit lichaam kan aflezen : Fz Men laat nu langzaam het lichaam in een maatbeker zakken die gevuld is met water en we lezen opnieuw het gewicht af op de dynamometer: F z ( water ) We herhalen de proef maar laten het lichaam nu in een maatbeker zakken die gevuld is met een ander vloeistof en lezen opnieuw de waarde van het gewicht af op de dynamometer. F z (vloeistof )
ρ vl = .................. … F z (vloeistof ) = ............... => schijnbaar verlies : ......
ρ w ater = .................. … F z ( water ) = ..............
=> schijnbaar verlies : ........
F z (lucht ) = ........................ We herhalen de proef met een lichaam met een groter volume. Waarneming:
Van zodra een gedeelte van het lichaam in de vloeistof komt .............................................. de aanduiding op de dynamometer.
Deze vermindering wordt groter naarmate het ondergedompelde gedeelte van het lichaam ............................ wordt.
Zodra het lichaam .................................. ondergedompeld is, blijft de aanwijzing van de dynamometer .......................................zelfs indien men het lichaam dieper laat zakken.
Gebruikt men een groter volume dan is het schijnbaar gewichtsverlies ook ..........................
Gebruikt men een vloeistof met een lichtere dichtheid dan water dan is het schijnbaar gewichtsverlies..................................................
Gebruikt men een vloeistof met een grotere dichtheid dan water dan is het schijnbaar gewichtsverlies ..................................................
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur Besluit:
hoofdstuk 2
pag. 120
Ieder lichaam dat geheel of gedeeltelijk in een vloeistof ondergedompeld is, verliest schijnbaar aan gewicht. Dit betekent dat het vanwege de vloeistof een opwaarste stuwkracht ondergaat. Deze stuwkracht hangt af van :
Het volume van het ondergedompelde deel van het lichaam
De dichtheid van de vloeistof
Proef: Vul een emmertje met loodkorrels en dompel het onder in een maatbeker met water. Hang het emmertje met de loodkorrels en bepaal het gewicht:
F z (lood ) = ................... Laat nu het emmertje met de loodkorreltjes in een maatbeker gevuld met water zakken en lees opnieuw het gewicht af:
F z (lood in water ) = ................... Schijnbaar gewichtsverlies: ..........................
Doe de loodkorrels uit het emmertje en vul het emmertje nu met water. Hang het emmertje met water aan de dynamometer en bepaal het gewicht: Waarneming: De opwaarste stuwkracht (schijnbaar gewichtsverlies) uitgeoefend op een ondergedompeld lichaam is ....................................... gewicht van eenzelfde volume water.
7.2 Wet van Archimedes Een ondergedompeld lichaam ondervindt een opwaartse stuwkracht, gelijk aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.
Archimedes (Sicilië, Syracuse, 287-212 v Chr), wordt beschouwd als de grondlegger van de statica wegens zijn studie over hefbomen. Hij is evenzeer de grondlegger van de hydrostatica met zijn “Peri Ochoumenon” (“Over drijvende voorwerpen”). In dat werk vindt men stellingen terug die eerste formuleringen zijn van wat we nu als “de wet van Archimedes” kennen. Koning Hiero richtte zich tot zijn vriend Archimedes omdat hij zijn goudsmid ervan verdacht het goud, dat hijzelf geleverd had voor zijn kroon, vervangen te hebben door lichter zilver. Archimedes tobde dagen, tot in zijn tobbe (bad) toe. Op een gegeven moment keek hij naar zijn voeten en merkte dat deze boven dreven.... Hij sprong uit zijn bad en riep “Eureka, Eureka.....” Hij liet een zuivere goudklomp en een zilverstuk maken die precies hetzelfde gewicht hadden als de kroon. Achtereenvolgens dompelde hij deze drie lichamen in een volle tobbe en ving de overlopende vloeistof op. Hieruit kon hij het gehalte aan zilver vinden dat in de kroon voorkwam. Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 121
7.3 Verklaring: p
h
bovenvlak
1
h
p
h
2
ondervlakk
De krachten op de zijwanden heffen mekaar op want op dezelfde diepte is de druk links ................................................de druk rechts. Het bovenvlak zit echter minder diep dan het ondervlak
p ondervlak > p bovenvlak ⇒ netto ………………………………………… druk
⇒p
verschil
= p
ondervlak
− p
=ρ⋅ h 2 ⋅g
bovenvlak
− ρ ⋅ h1 ⋅ g
=ρ (h 2 −h1 ) g = ρ vl ⋅ hvwp ⋅ g De opwaarste kracht wordt dan:
⇒ Fopwaarts = p ⋅ A =ρ ⋅ h ⋅ g ⋅ A F
opwaarts
( V = h ⋅ A)
= ρ vl ⋅ Vvwp ⋅ g
Eenheden
Eenheid F opwaarts = eenheid dichtheid ⋅ eenheid Volume ⋅ eenheid g
=
kg m3
⋅ m3 ⋅
N kg
= N
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 122
Opmerking: stuwkracht = gewicht vloeistof
⇒
Fs
= m vloeistof ⋅ g
Fs
=
ρ
m ⇒ m = ρ ⋅V ρ= V
vloeistof ⋅ V ⋅ g
7.4 Aangrijpingspunt van de stuwkracht: Simon Stevin heeft de wet van Archimedes afgeleid uit volgende redenering: Veronderstel dat we het ondergedompeld lichaam (fig a) zouden wegnemen en vervangen door dezelfde vloeistof als er omheen (fig b).
fig a
fig b
Daar nu geheel het vat met één vloeistof gevuld is zal deze in evenwicht blijven. Het vloeistofvolume, dat nu de plaats van het vast lichaam inneemt wordt door zijn gewicht naar beneden getrokken. Het kan dus alleen in rust blijven als de omgevende vloeistof er een opwaarst gerichte stuwkracht op uitoefent, die even groot is als het gewicht van dit vloeistofvolume. Die stuwkracht moet tevens in het hetzelfde punt als dit gewicht aangrijpen, dus in het zwaartepunt van het vloeistofvolume, dat de plaats inneemt van het vast lichaam innam. Dit punt noemt men het perspunt. De stuwkracht ( F
s ) grijpt aan in het perspunt P , dit is het zwaartepunt van de
verplaatste vloeistof (en deze is dus steeds homogeen). De zwaartekracht grijpt aan in het zwaartepunt Z, dat enkel bij een homogeen voorwerp het midden van het voorwerp is. Voor een homogeen voorwerp vallen beide punten samen. We brengen het vast lichaam nu terug op zijn plaats in de vloeistof. Gezien de omgevende vloeistof precies dezelfde blijft als toen er vloeistof de plaats van het lichaam innam, zal ook de stuwkracht dezelfde blijven.
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 123
7.5 Vraagstukjes: 1. Welke stuwkracht ondervindt een eikenhouten balk (ρ = 0,9 g/cm³) met als afmetingen 2 m, 3 m en 9 m, als hij wordt ondergedompeld in het water ( ρ water
=1
g cm
3
) (Oplossing : 5,29 . 105 N)
2. Welke stuwkracht ondervindt een voorwerp met een volume van 8 000 cm³, wanneer het ondergedompeld wordt in ether (ρ= 0,7 g/cm³). (Oplossing : 5,49 . 101 N) 3. De stuwkracht is 800 N en het voorwerp drijft in methylalcohol (ρ= 0,8 g/cm³). Welk volume heeft het voorwerp? (Oplossing: 1,02 . 105 cm3) 4. Een stuk metaal heeft een massa van 120 g. In water ondergedompeld houdt men het in evenwicht met 100g. In alcohol met 104 g. Bepaal de dichtheid van het metaal en van de alcohol. (Oplossing:
6,0
g cm
3
, 0,80
g cm
5. Een hol ijzeren voorwerp ( ρ ijzer
3
= 7,8
)
g cm 3
) heeft een massa van 78 g. In water
ondergedompeld houdt men het in evenwicht met 63g. Bereken het volume van de holte. ( Oplossing: 5,0 cm3)
Simon Stevin (1548 – 1620) Het eerste belangrijke werk over hydrostatica – na het werk van Archimedes – brengt ons bij Simon Stevin (1548 – 1620). Stevin werdt in Brugge geboren, maar week later uit naar de Noordelijke Provincies (hij werd daat ingenieur van prins Maurits). Hij schreef over wiskunde , astronomie en mechanica. In de statica formuleert hij voor het eerst de regel van het krachtenparallellogram en de evenwichtsvoorwaarden op een hellend vlak. Stevin schreef niet in het Latijn, maar in het Nederlands, want hij geloofde in een wetenschap in dienst van de ‘gemeensaeck’. Aan hem danken we verrijkingen van het Nederlands in vorm van goede vertalingen van Latijnse of Griekse termen: woorden als bijvoorbeeld ‘wiskunde’, ‘evenwijdig’, ‘loodlijn’, ‘evenredig’.
Anderzijds had het feit dat hij in het Nederlands schreef tot gevolg dat zijn werk uiteindelijk minder internationaal bekend werd. In zijn beginselen des Waterwichts (1586) maakt hij een synthese van de toen gekende hydrostatica. Hij geeft een zeer aanschouwelijk bewijs van de wet van Archimedes, vindt de grootte van de hydrostatische druk, en bespreekt de hydrostatische paradox (=’waterweegkundige wonderspreuk’) Deze hydrostatische wetmatigheden worden later ook geformuleerd door Blaise Pascal ( Frankijk, 16231662)
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 124
8. Zinken – zweven – opstijgen - drijven 8.1 Proeven en besluiten Proef: kurk brandspiritus slaolie
paraffine zout+water lood
ei ei
Waarneming: Sommige voorwerpen zinken, andere blijven zweven, nog andere blijven drijven. Verklaring: Op het voorwerp werken twee krachten:
FS
FS = ρvloeistof . V . g FZ = m . g
( m = ρvast . V )
= ρvast . V . g
FZ Zweven:
FS = F Z
⇒ ρvloeistof . V . g = ρvast . V . g ⇒
Zinken
FS < F Z
⇒
ρvloeistof
ρvloeistof . V . g < ρvast . V . g
⇒ ρvloeistof . Stijgen :
FS > F G
⇒ Drijven :
= ρvast
< ρvast .
⇒ ρvloeistof . V . g > ρvast . V . g
ρvloeistof . > ρvast . FS = F Z
⇒ ⇒ ⇒
ρvloeistof . Vondergedompeld . g = ρvast . Vvolledig. g ρvloeistof . Vondergedompeld = ρvast . Vvolledig
ρ v loeistof Vvolledig = ρ vast Vonder
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur Besluit
hoofdstuk 2
pag. 125
Een voorwerp zal in een vloeistof zinken, zweven , drijven naar gelang zijn dichtheid …………………………………………………………………………………………………… is dan van de vloeistof
8.2 Toepassingen : 1 Densitometers Een densitometer bestaat uit een holle glazen vlotter. Aan de bovenzijde is deze verlengd met een lange dunne buis, terwijl de onderkant verzwaard is met loodkorrels of met kwik, waardoor het toestel beter verticaal blijft drijven. Naargelang de dichtheid van de vloeistof, waarin men de densitometer dompelt zal de densitometer meer of minder zinken.Een schaal verdeling op de densitometer aangebracht laat ons toe dat we op de hoogte van het vloeistofoppervlak de dichtheid van de onderzochte vloeistof aflezen. Het principe steunt op het drijven van een voorwerp:
.
ρvloeistof . Vondergedompeld = ρvast . Vvolledig Als de dichtheid van de vloeistof verkleint, ………………………………………… het ondergedompelde deel dus zal het voorwerp in de vloeistof zakken. Een schaalverdeling kan aangebracht worden (ijken) Nut: zeer snel de relatieve dichtheid van een vloeistof aflezen.
8.3 Nauwkeurige dichtheidsbepaling steunend op de wet van Archimedes: Na meting van het gewicht in de lucht en het gewicht in de vloeistof, vindt men FS = FZ lucht - FZ onder
Fs = ρ vloeistof ⋅ V ⋅ g
⇒ ρ vloeistof =
FS V .g
En
ρ voorwerp =
m F F en m = z ⇒ ρ voorwerp = z V g V. g
(V =
⇒ ρ voorwerp =
Fs
ρ vloeistof ⋅ g
)
Fz . ρ vloeistof FS
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 126
8.4 Denk na en antwoord: •
Wat moet een duikboot doen om aan de oppervlakte te komen?
…………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… …………………………………………………………… ……………………………………………………………
•
In zee zwemmen gaat gemakkelijker dan in een meer. Waarom?
………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… …… •
Oliebestrijding gebeurt door de olielaag te besproeien zodat de laag naar de bodem zinkt. Verklaar.
………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… •
Een ijzeren en een koperen kubus hebben een even groot volume. We dompelen ze onder in water. Welk voorwerp ondervindt de grootste stuwkracht? Hangt dit af van de vorm van het voorwerp?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 127
8.5 Vraagstukjes: 1. Een kubusvormige ijsberg ( ρ = 0,92
( ρ = 1,025
g cm 3
g cm 3
) van 50 m breed, drijft op de zee
) Hoeveel volume steekt er boven het water uit? Hoeveel % is dit van het
totale volume? (Oplossing: 1,3 . 104 m3 , 10,4% ) 2. Een blok populierenhout ( ρ = 0,5
g cm 3
van 3 m op 3m op 2m drijft op het water. Hoeveel
kubiekmeter hout zal boven het oppervlak uitsteken? (Oplossing: 9 m3)
3. Bepaal de verhouding tussen het volume van het deel van een ijsberg boven water en zijn geheel volume. ( ρ ijs
= 0,92
g
g , ρ zeewater = 1,03 ). (Oplossing: 0,107) cm 3 cm 3
4. Een duikboot met massa 100 ton heeft een volume van 105 m3. (
ρ
zeewater = 1,03
g cm 3
)
a) Welk deel van de duikboot zal boven water uitsteken ? ( Oplossing : 7,5 m3) b) Hoe groot is de stuwkracht die de duikboot in zeewater ondervindt, als hij zich geheel onder water bevindt. (Oplossing: 1,06 . 106 N) c) Hoeveel water moet men in deze tanks van de duikboot laten stromen, opdat deze onder water kan blijven zweven? (Oplossing: 8 ton) d) Hoeveel liter zeewater moeten deze tanks dus minstens kunnen bevatten? (Oplossing : 7,77 . 103 l)
5. Een stuk hout met massa 100g drijft met ¾ van zijn volulme onder water. Bereken zijn volume en zijn dichtheid. ( Oplossing: 133 cm3, 0,75
g cm 3
)
6. De zwaartekracht van een lichaam bedraagt 150 N. In water ondergaat het een opwaartse kracht van 30 N a) Bereken de massadichtheid van het lichaam. (oplossing:
5,0
g cm 3
)
b) Welke opwaartse stuwkracht zal het lichaam ondervinden in ether ( ρ ether
= 0,716
g cm 3
)? (Oplossing: 2,15 . 10 N)
c) Welk volume kurk ( ρ kurk
= 250
kg m3
) moet men aan het lichaam bevestigen opdat
het in water bij 4oC zou zweven. ( Oplossing: 1,63 . 104 cm3)
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010
Fysica 1ste jaar, 2de graad – 2 uur
hoofdstuk 2
pag. 128
8.6 Samenvatting:
Wet van Archimedes Een ondergedompeld lichaam ondervindt een opwaartse................................, gelijk aan het ..............................van de verplaatste ........................................
Fs
= ................................
ρ : . ........................... ( eenheid :
....... ) ........
V = ............................ ( eenheid : ...........) g = .............................( eenheid : ............) Zweven:
FS = F Z
Zinken
FS < F Z
Stijgen :
FS > F G
Drijven :
FS = F Z
⇒
ρvloeistof
.....................
ρvast
⇒ ρvloeistof ............ .......ρvast ⇒
ρvloeistof ................. ρvast
⇒
ρ v loeistof ρ vast
..........
Vvolledig Vonder
Blaise Pascal schreef reeds in 1663 « Traité sur l’équilibre des liqueures » waarin hij reeds vermeld dat druk zich in alle richtingen voortplant en dat « indien een vat vol met water slechts twee openingen bezit,waarvan het ene 100 maal groter is dan het andere , zal één man die op de kleine zuiger drukt, de kracht van honderd man op de grote zuiger kunnen in evenwicht houden.”. En verder : “Indien de éne man de kleine zuiger één duim indrukt, zal hij de andere zuiger slechts van een honderste van deze afstand verplaatsen.” We moeten echter wachten tot de 18e eeuw voordat de hydraulische pers uitgevonden wordt. Joseph Bramah werd geboren in Yorkshire in 1748 als boerenzoon. Hij heeft onder andere “the bramah lock”, de beirpompen, het watertoilet en een machine om de bankbriefjes te nummeren uitgevonden. Hij heeft echter ook de hydraulische pers uitgevonden
Neva-FYSICA3H2-2u- deel8-verbonden_vaten_opgave-23/08/2010