Vloeistoffen
Zinken of drijven
Kijk hoe de dichte bal zinkt — zijn gewicht is groter dan de opwaartse kracht.
Zinken of drijven — interactieve Vloeistoffen-simulatie. Kijk hoe de dichte bal zinkt — zijn gewicht is groter dan de opwaartse kracht. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Negatief drijfvermogen
Een object met grote dichtheid zinkt wanneer zijn gewicht de maximale opwaartse kracht die de vloeistof kan leveren overschrijdt.
Als de gemiddelde dichtheid van het object groter is dan die van de vloeistof, bereikt de opwaartse kracht (gebaseerd op het volledige verplaatste volume bij onderdompeling) nooit het gewicht. De bal versnelt naar beneden.
- F_b = ρ_vloeistof · V · g
- Zinken: mg > F_b
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Een metalen zinklood wordt in water geworpen en komt volledig ondergedompeld op de bodem tot rust. Als het eenmaal volledig ondergedompeld is, verandert het zwaarder maken dan nog hoeveel ervan is ondergedompeld?
Voorspellingen om te wegen
- Een zwaarder zinklood dompelt nog verder onder (meer dan 100%).
- Het is al volledig ondergedompeld (100%), dus meer massa kan het niet verder onderdompelen.
- Een zwaarder zinklood dompelt minder onder omdat het sneller zinkt.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Massa van het zinklood m (kg)
Wat je meet:
- Gewicht mg (N)
- Ondergedompeld deel
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling fluid-sink en druk op Herstel. Het zinklood zakt door het water en komt op de bodem van de tank tot rust.
- Zet de sonde voor het ondergedompelde deel op het zinklood aan.
- Stel voor elke meting de massa van het zinklood in, laat het tot rust komen en noteer het ondergedompelde deel.
Leidende vergelijking
Wet van Archimedes (op het maximum) — F_b = ρ·V·g
De grootste opwaartse kracht die een voorwerp ooit kan ontvangen is ρ·g·V_full — het gewicht van de vloeistof die het zou verplaatsen als het volledig ondergedompeld was. Zodra het gewicht van een voorwerp deze grens overschrijdt, zinkt het en blijft het volledig ondergedompeld; extra massa kan het niet verder onderdompelen omdat het al zijn hele volume verplaatst.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Bereken het volledige volume van het zinklood uit zijn straal (0,4 m) en de maximaal mogelijke opwaartse kracht ρ·g·V_full met de dichtheid van water 1000 kg/m³. Vergelijk met het gewicht van elke meting.
- Leg uit waarom het ondergedompelde deel op 1,0 (100%) blijft steken zodra het gewicht de maximale opwaartse kracht overtreft, hoeveel zwaarder het zinklood ook wordt.
Waar dit buiten het lab opduikt
- De maximale opwaartse kracht op dit zinklood is ongeveer 24,6 N — elke massa onder de ongeveer 2,5 kg zou in plaats daarvan drijven. Vergelijk dit met het fluid-float-experiment: wat bepaalt of een voorwerp drijft of zinkt?
- Zeewater is dichter dan zoet water. Zou een zinklood dat in zoet water volledig onderdompelt ook in zeewater noodzakelijk volledig onderdompelen? Leg uit met de formule voor de opwaartse kracht.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Welkom bij Zinken
- Selecteer de zinkbal
- Druk op Start
- Zinkt naar beneden
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.