Fopw en diepte

[arjansweep]

Beste forumleden,

Sinds een tijdje zit ik met een vraag en hoop hier het antwoord te krijgen.

Stel ik heb een volume lucht (1dm2) en deze stop ik onder water zodat het bovenste deel net onder water zit.

Op deze manier heb ik een Fopw van 10N.

Echter als ik het onkripbare volume van 1dm2 verder onder water stop wordt de opwaartse kracht groter.

Is het zo dat als dit volume op 10 meter diepte de dubbele opwaartse kracht heeft...?

Zoniet is er een formule voor om dit te berekenen?

Alvast bedank voor jullie reacties!

Arjan Sweep.

[thermo1945]

Een vloeistof is nauwelijks samenpersbaar.

Daardoor neemt de dichtheid van die vloeistof (meestal water) met de diepte ook nauwelijks toe.

Volgens de wet van Archimedes neemt de opwaartse kracht dan ook nauwelijks toe.

Een volume is een aantal dm³.

[jkien]

Stel ik heb een volume lucht (1dm2) en deze stop ik onder water zodat het bovenste deel net onder water zit. Op deze manier heb ik een Fopw van 10N. Echter als ik het onkripbare volume van 1dm2 verder onder water stop wordt de opwaartse kracht groter. Is het zo dat als dit volume op 10 meter diepte de dubbele opwaartse kracht heeft...?

Het is een beetje verwarrend dat je hebt toegevoegd dat het 1 dm3 grote onkrimpbare object met lucht gevuld is, want die gasvulling suggereert dat je misschien een andere kant op wilt met je vraag. Is de wand waterdicht? Je vraag is duidelijker als je een massieve stalen kogel neemt, want die is evident onkrimpbaar, waterdicht en onbreekbaar, op elke diepte.

[arjansweep]

Beste forumleden,

Al vast bedankt voor jullie reactie!

Uiteraard bedoelde ik 1dm3.

Het gaat om een proefje dat ik een aantal weken geleden heb gedaan en de gemeten waarden waren tegen mijn verwachting in. Namelijk dat als het object (PVC buis met dichte kopse kanten) van 1dm3 verder onder water komt de opwaardse kracht stijgt. Het is zo dat ik het object heb gemeten net onder het oppervlak en vervolgens op 10cm dieper en nog een maal op 20 cm dieper tov het water oppervlak.

Voor de goede orde het object is gevuld met lucht (atmosferische druk) is niet poreus en niet samendrukbaar op deze relatief geringe diepte.

Dus de wet van archimedes is dan blijkbaar niet voor gassen onder water...?

Als er iemand is die mij kan vertellen hoe ik dit kan berekenen of benaderen hoor ik het graag!

Arjan Sweep.

[Jan van de Velde]

Het gaat om een proefje dat ik een aantal weken geleden heb gedaan en de gemeten waarden waren tegen mijn verwachting in. Namelijk dat als het object (PVC buis met dichte kopse kanten) van 1dm3 verder onder water komt de opwaartse kracht stijgt.

Dan verdient de uitvoering van dat proefje een kritische blik.

[arjansweep]

Beste Jan,

Bedankt voor je bijdrage!

Het is toch echt zo dat ik weet wat ik meet...

Arjan Sweep.

[Jan van de Velde]

Het is toch echt zo dat ik weet wat ik meet...

En daarvoor zal dus een verklaring gevonden moeten worden door een kritische blik op de uitvoering van het experiment te werpen, want dit kan niet voor een object waarvan het volume niet vergroot.

[arjansweep]

Beste Jan,

Als ik het goed begrijp is het dus zo dat op het moment dat het volume (atmosferische luchtdruk 1dm3) net niet[/b] onder water is het zal blijven hangen op dit punt en dat als ik hier extra gewicht aan toe voeg zodat het volume net wel onder water komt deze zal bijven zakken tot theoretisch oneindig?

Arjan Sweep.

[Jan van de Velde]

Dat begrijp je goed.

Het enige dat hier roet in het eten kan gooien is dat de dichtheid van de vloeistof toeneemt (bijv onder zijn eigen druk, of temperatuureffecten)) terwijl de dichtheid van het voorwerp daaronder niet verandert.

Let wel, hiervoor zul je in enig praktisch geval héél diep moeten gaan. Bij 1000 (duizend) bar (in zeewater dus bijna 10 km diepte) bereik je een samenpersing van water van om en nabij de 4%.......

Je zou dus een zinkertje kunnen ontwerpen dat in de Marianentrog naar bijv. ca 8 km zinkt en op die diepte blijft zweven. In de vijver in je achtertuin is dat effect echter NIET meetbaar.

[arjansweep]

Beste Jan,

Bedank voor je reacties!

Komend weekend zal ik de proef nog een keer uitvoeren en hievan verslag doen.

Wat me te binnen schoot tijdens dit proefje was een proef die ik op de mts of hts heb gedaan en dat was het bepalen van de dichtheid van kunstoffen. Bij deze test was het zo dat polystyreen en sommige nylonsoorten drijven of zweven in zout water, PVC, teflon, perspex, polyesters en de meeste thermoharders zinken. Dus vroeg ik me af waarom bijvoorbeeld nylonsoorten op een bepaalde diepte blijven hangen.

Dit naar aanleiding van de aanname dat als een object geheel onder water is deze zal blijven zinken...

Indien de dichtheid van het soort nylon de dichtheid van water benaderd kan het toch niet zo zijn dat beide in balans zijn omdat er altijd verschil in zit...

Arjan Sweep.

[Jan van de Velde]

Je kunt met zout de dichtheid van je water zó aanpassen dat er aardig wat stoffen in drijven of zweven. Maar tenzij je dat water gelaagd aanbrengt in een vat (dat kan, zoet water drijft op zout water en en als je niet roert kan merkbare menging lange tijd uitblijven) zal het niet zo zijn dat enig voorwerp naar een bepaalde (geringe) diepte zinkt en daar blijft drijven.

Dus vroeg ik me af waarom bijvoorbeeld nylonsoorten op een bepaalde diepte blijven hangen.

Als je dát constateert is er iets anders aan de hand. Een vat met lagen water van verschillende (toenemende) dichtheid bijvoorbeeld. Op school doe ik ook wel eens zo'n proefje, met een bekerglas met verzadigd zout water, demiwater en alcohol. Dan blijven proefstukjes ook op verschillende diepten (dwz op de grenslagen) hangen.

[arjansweep]

Beste Jan,

Zojuist heb ik het proefje herhaald en kom op het zelfde resultaat.

Dat is dat als in in dit geval een lege jampot verder onder water wil krijgen ik er telkens een extra hoeveelheid gewicht aan moet hangen. Elke keer als ik bijvoorbeeld 100 gram extra staal aan het onder water hangende volume toevoeg gaat deze naar beneden en is de situatie weer stationair.

Hieronder heb ik een afbeelding geplaatst van de opstelling missschien is het dan iets duidelijker wat ik bedoel.



Bij voorbaad dank!

Arjan Sweep.

[Jan van de Velde]

Dat is dat als in in dit geval een lege jampot verder onder water wil krijgen ik er telkens een extra hoeveelheid gewicht aan moet hangen. Elke keer als ik bijvoorbeeld 100 gram extra staal aan het onder water hangende volume toevoeg gaat deze naar beneden en is de situatie weer stationair.

als bovenstaande ook geldt nadat de jampot geheel is ondergedompeld zit je de boel te trollen. punt.

[arjansweep]

Beste Jan,

De conclusie is geworden dat ik het boeltje verkeerd heb berekend omdat ik ik het begin een aluminium staaf heb gebruikt en deze op de jampot heb gezet.

Het gewicht van de staaf was 10 N echter zat er al een deel onder water en dat heeft natuurlijk ook een Fopw...

In ieder geval bedankt voor de feetback!

Nu zit ik nog met een vraagje namelijk als ik een balg met stang 0,5M onder water dompel Hoeveel kracht heb ik dan nodig om de balg te vullen met 1dm3 lucht?

Bij uitzetting van 10 cm heb ik 1 dm3 lucht.

Hieronder een schetsje:

balg 1171 keer bekeken

Bij voorbaad dank!

Arjan Sweep.

[Jan van de Velde]

De conclusie is geworden dat ik het boeltje verkeerd heb berekend omdat ik ik het begin een aluminium staaf heb gebruikt en deze op de jampot heb gezet.

Ook die conclusie is niet in orde omdat aluminium een hogere dichtheid heeft als water, en toevoegen van aluminium op een geheel ondergedompelde pot dus nooit tot zweven op verschillende dieptes kan leiden.