Fysica
Leg aan de hand van een gedachte-experiment uit waarom je kan besluiten dat (voor een vloeistof in rust) op een bepaalde diepte in de vloeistof de druk in de vloeistof in alle richtingen even groot is.
Voorzie je uitleg van een kleine tekening. Beperk je uitleg tot de essentie: je hoeft niet alle witruimte vol te schrijven.
Beschouw een heel kleine kubus van vloeistof, op een bepaalde diepte in een vloeistof in rust. De kubus is zo klein dat we de massa van de vloeistof erin (en dus de zwaartekracht erop) mogen verwaarlozen.
Stel dat de druk aan de linkerkant van de kubus groter is dan de druk aan de rechterkant. Dan zou er volgens de tweede bewegingswet van Newton een resulterende horizontale kracht op de kubus inwerken en zou het kubusje vloeistof in beweging komen. Maar dat is in tegenspraak met de aanname dat de vloeistof in rust is.
Dezelfde redenering geldt in alle richtingen. Daarom moet, op een bepaalde diepte in de vloeistof, de druk in alle richtingen even groot zijn.
Een manometer wordt gevuld met kwik en aan het rechterbeen ervan wordt een gas aangesluiten dat een druk uitoefent van . Het linkerbeen is open aan de lucht ().
Bereken het hoogteverschil tussen het kwikniveau in het linker- en het rechterbeen en druk het uit in centimeter.
De druk van het gas is groter dan de luchtdruk, dus het kwik wordt in het rechterbeen omlaag gedrukt en stijgt in het linkerbeen. We kiezen de referentielijn ter hoogte van het laagste kwikniveau (rechterbeen). De druk op die lijn moet links en rechts gelijk zijn:
Een scheepsanker met massa en volume wordt in zeewater (massadichtheid ) met een dik touw neergelaten.
Hoe groot is de spankracht (trekkracht) in het touw wanneer het anker met een constante snelheid zinkt?
Op het anker werken drie krachten in: de zwaartekracht (omlaag), de archimedeskracht (omhoog) en de spankracht in het touw (omhoog).
Aangezien het anker met een constante snelheid zinkt, moet volgens de tweede wet van Newton de resulterende kracht nul zijn:
De zwaartekracht op het anker is:
De archimedeskracht is gelijk aan:
De spankracht in het touw is dus:
Duid het enige correcte antwoord aan bij de volgende meerkeuzevragen. Motiveer bondig je antwoord in de daartoe voorziene ruimte: zonder correcte uitleg verdien je geen punten.
De voorgestelde vaten hebben alledrie een grondvlak met dezelfde oppervlakte. De vaten vul je tot dezelfde hoogte met water.
Voor welk vat is de kracht op de bodem het grootst?
Voor vat A.
Voor vat B.
Voor vat C.
De kracht is voor alle vaten even groot.
Aan een houten latje worden twee identieke voorwerpen even ver van het draaipunt bevestigd. Het geheel is in evenwicht.
Dan wordt het linkerblokje volledig ondergedompeld in water, en het rechterblokje in alcohol (=ethanol).
Wat gebeurt er met het evenwicht? Verklaar je antwoord.
Het evenwicht wordt niet verstoord.
De balans daalt aan de linkerzijde.
De balans daalt aan de rechterzijde.
Je hebt drie identieke bekers voor je staan. Beker A is volledig gevuld met water. Beker B ook, maar er drijft een stukje hout van in. Beker C is ook volledig gevuld met water, maar er ligt een steen van in.
Er worden twee beweringen gedaan.
Welke beweringen zijn correct?
Geen van de beweringen zijn correct.
Enkel bewering I is correct.
Enkel bewering II is correct.
Zowel bewering I als II zijn correct.
D. Alle bekers zijn tot de rand gevuld, dus bij het toevoegen van hout of steen loopt er water over.
Bewering I is correct volgens het drijfprincipe van Archimedes.
Bewering II is correct, want de steen verdringt zijn eigen volume aan water, maar heeft een grotere massadichtheid dan water.
Een bokaal met water staat op een balans. In het water drijft een blokje hout.
Wat gebeurt er met de aanduiding op de balans als dat blokje uit het water verwijderd wordt?
De balans zal minder aanwijzen.
De balans zal meer aanwijzen.
De balans zal meer of minder aanwijzen naargelang de massadichtheid van het hout.
De aanwijzing van de balans zal niet veranderen.
| Vaste stof | |
|---|---|
| aluminium | 2,70 |
| glas | 2,4 |
| goud | 19,32 |
| hout | 0,63 |
| ijs | 0,917 |
| ijzer | 7,86 |
| koper | 8,93 |
| lood | 11,35 |
| suiker | 1,59 |
| zink | 7,13 |
| Vloeistof | |
|---|---|
| benzine | 0,70 |
| ethanol | 0,789 |
| glycerine | 1,260 |
| kwik | 13,55 |
| melk | 1,03 |
| olijfolie | 0,85 |
| water | 1,000 |
| zeewater | 1,025 |
| Gas | |
|---|---|
| chloorgas | 3,214 |
| helium | 0,178 |
| koolstofdioxide | 1,977 |
| lucht | 1,293 |
| Gas | |
|---|---|
| ozon | 2,22 |
| stikstofgas | 1,251 |
| waterstofgas | 0,0899 |
| zuurstofgas | 1,429 |