archimedeskracht versus massadichtheid

Joanna stelde deze vraag op 13 augustus 2007 om 17:00.

Hallo kan iemand me helpen... ik kreeg onderstaande vraag voorgeschoteld, hoe zouden jullie ze oplossen?

"Twee bollen met dezelfde straal zijn volledig in een vloeistof ondergedompeld. De vloeistof heeft een massadichtheid V. De massadichtheid van de eerste bol is B1 en deze van de tweede bol B2. Beide bollen ondervinden slechts dezelfde opwaartse stuwkracht als......."

Mijn antwoord was:

als de massadichtheid van bol1=de massadichtheid van bol 2

Maar dit klopt maar voor een deeltje want er moet ook nog bij staan dat de massadichtheid van bol een gelijk is aan deze van bol 2 MAAR verschillend moet zijn van de massadichtheid van de vloeistof.

Nu is mijn vraag aan jullie...

Waarom speelt die massadichtheid van die vloeistof zo een belangrijke rol IN deze opdracht? Ja natuurlijk speelt de massadichtheid van de vloeistof een rol om te bepalen of de bollen gaan zweven, zinken, of drijven... Maar als de massadichtheid van de beide bollen dezelfde is, en gelijk is aan de massadichtheid van de vloeistof ZWEVEN de beide bollen in de vloeistof... Dan werkt er op de bollen toch ook archimedeskracht in en omdat er dan evenveel zwaartekracht op de bollen inwerkt als archimedeskracht is de resulterende kracht nul... maar er werkt dan toch nog altijd een archimedeskracht op de bollen in?

Kan iemand me helpen?

Alvast bedankt!

Joanna

Reacties

Melvin op 13 augustus 2007 om 17:35

Beste Joanna,

In principe ben ik het helemaal met je eens.

Het enige wat ik kan bedenken is dat ze met stuwkracht de archimedeskracht minus de zwaartekracht bedoelen. Dan moeten beide bollen een lagere dichtheid hebben dan de vloeistof.

Waar komt deze vraag precies vandaan?
Het zou wel erg stom zijn als dit fout werd gerekend...

Groet,
Melvin

Joanna op 13 augustus 2007 om 17:37

Daarnet had ik fout gekeken naar de antwoordsleutel: het juiste antwoord hoort te zijn: ALTIJD

Nu weet ik ook waarom:

In de formule van archimedeskracht staat inderdaad niets dat met de massadichtheid van de bollen te maken heeft, het doet er dus niet toe uit welk materiaal de bollen zijn gemaakt (voor deze vraag dan toch) ze ondervinden, indien ze hetzelfde volume hebben (en dit is hier het geval want beide bollen hebben dezelfde straal) dezelfde archimedeskracht:

in formulevorm: Fa=Vvoorwerp*g*massadichtheid vloeistof

Maar toch blijf ik met die vraag van daarnet zitten...

 

Joanna op 13 augustus 2007 om 17:41

Dag Melvin,    

deze vraag komt uit een boekje van de KULeuven(om te oefenen in de vakantie)...

Groetjes, Joanna

Jan op 13 augustus 2007 om 18:12

Dag Joanna,

Als ik de discussie goed begrijp zit je nog met de vraag waarom de massadichtheid van de vloeistof er niks mee te maken heeft?

Nou, er wordt niet gevraagd of je bollen zullen zinken of drijven. En mits de verplaatste vloeistof enige dichtheid heeft ( ρ > 0 ) zul je dus altijd een massa vloeistof verplaatsen en dus altijd een opwaartse kracht veroorzaken. De vraag hoe groot die kracht dan wel zal zijn en of die opwaartse kracht groter of kleiner zal zijn dan de zwaartekracht die op de bollen werkt wordt niet gesteld.

Duidelijk?

Groet, Jan

Joanna op 13 augustus 2007 om 18:15

duidelijk :)  

En bedankt allebei!!!

Davinia op 16 mei 2013 om 15:31

Dus het antwoord is massadichtheid bol 1 = massadichtheid bol 2 en niet gelijk aan massadichtheid van de vloeistof?

Theo op 16 mei 2013 om 17:02

Beide bollen zijn even groot en ondervinden dezelfde kracht omhoog als ze hetzelfde zijn, d.w.z. gelijke massadichtheid.

Dan verplaatsen ze dezelfde hoeveelheid vloeistof en ondervinden daardoor eenzelfde kracht omhoog.

Heeft de vloeistof dezelfde massadichtheid als de bollen dan zweven ze: de verplaatste vloeistof weegt evenveel als de bol zelf.

Als de vloeistof een hogere dichtheid heeft, dan stijgen de bollen. Is de dichtheid lager, dan dalen ze.

Jan op 16 mei 2013 om 18:10

Joanna, 13 aug 2007

"Twee bollen met dezelfde straal zijn volledig in een vloeistof ondergedompeld. De vloeistof heeft een massadichtheid V. De massadichtheid van de eerste bol is B1 en deze van de tweede bol B2. Beide bollen ondervinden slechts dezelfde opwaartse stuwkracht als......."

 

De verwarring zit volledig in de woorden OPWAARTSE STUWKRACHT.

Voor twee voorwerpen van gelijk volume in dezelfde vloeistof zal die opwaartse kracht altijd gelijk zijn, ongeacht de massa's/dichtheden van de voorwerpen.  

Maar je zou "opwaartse stuwkracht" ook kunnen interpreteren als de nettokracht omhoog, en dat is dus de opwaartse (archimedes)kracht MINUS de zwaartekracht die op de massa's van de voorwerpen werkt. In dat geval is de massa/dichtheid van beide voorwerpen óók van belang. 

Gezien het kennelijk bedoelde antwoord "ALTIJD" (slechts afhankelijk van de hoeveelheid verplaatste vloeistof dus) is de eerste interpretatie correct. Dat is overigens tevens de enige natuurkundig juiste interpretatie van "opwaartse (stuw)kracht".

Groet, Jan 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft negen appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)