In dit artikel wordt uitgelegd wat drijfvermogen is. U vindt de verschillende soorten drijfvermogen en de relatie tussen drijfvermogen en dichtheid. Bovendien kunt u praktische toepassingen van dit wetenschappelijke concept zien.
Wat is drijfvermogen?
Drijfvermogen is het vermogen van een lichaam om te drijven, dat wil zeggen het vermogen van een lichaam om in evenwicht te blijven in een vloeistof.
Om een voorwerp in een vloeistof te laten drijven, moet de kracht die het gevolg is van de druk die door de vloeistof op het lichaam wordt uitgeoefend, gelijk zijn aan de kracht van het lichaamsgewicht.
Soms, door een voorwerp in water (of een andere vloeistof) onder te dompelen, stijgt het voorwerp beetje bij beetje totdat het op het oppervlak drijft. Dit komt omdat de kracht die op het onderste deel van het lichaam wordt uitgeoefend groter is dan de kracht van het lichaamsgewicht plus de druk die op het bovenste deel wordt uitgeoefend. In dit geval zal het lichaam stijgen totdat de kracht erboven en de kracht eronder gelijk zijn.
Daarom is de oorzaak van het drijfvermogen van een lichaam niet de dichtheid, maar het evenwicht van de krachten tussen de opwaartse verticale druk die op de onderkant wordt uitgeoefend en de kracht van het gewicht. De dichtheid van een lichaam kan echter verband houden met zijn vermogen om te drijven, wat hieronder in meer detail wordt uitgelegd.
Drijfvermogen en het principe van Archimedes
Het principe van Archimedes stelt dat een lichaam dat geheel of gedeeltelijk in een vloeistof is ondergedompeld, een opwaartse verticale kracht ontvangt die equivalent is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof wanneer dat lichaam in de vloeistof wordt geïntroduceerd.
Daarom is de drijvende kracht die een vloeistof op een lichaam uitoefent gelijk aan het gewicht van de vloeistof die deze verplaatste toen deze werd geïntroduceerd.
Daarom moet een lichaam, volgens het principe van Archimedes, een hoeveelheid vloeistof losmaken waarvan het gewicht gelijk is aan het gewicht van het lichaam zelf.
soorten drijfvermogen
Binnen het concept drijfvermogen onderscheiden we drie soorten drijfvermogen op basis van hun beweging.
- Positief drijfvermogen : het lichaam heeft de neiging om in de vloeistof omhoog te stijgen, dus de druk die door de vloeistof wordt uitgeoefend is groter dan de kracht van het lichaamsgewicht.
- Negatief drijfvermogen : het lichaam heeft de neiging in de vloeistof af te dalen, dat wil zeggen dat het lichaam zinkt. Dit betekent dat de kracht van het gewicht groter is dan de kracht van het drijfvermogen.
- Neutraal drijfvermogen: het lichaam is in evenwicht in de vloeistof, dat wil zeggen dat het lichaam in de vloeistof blijft hangen. In dit geval is de positieve verticale kracht die door de vloeistof op het lichaam wordt uitgeoefend gelijk aan het gewicht ervan.
Verband tussen drijfvermogen en dichtheid
Als we de definitie van drijfvermogen in ogenschouw nemen, zullen we in deze sectie zien hoe dichtheid en drijfvermogen met elkaar samenhangen.
Het drijfvermogen van een lichaam in een vloeistof houdt verband met de dichtheid van het lichaam en de dichtheid van de vloeistof. Als de dichtheid van het lichaam kleiner is dan de dichtheid van de vloeistof, zal het lichaam op de vloeistof drijven. Als de dichtheid van het lichaam echter groter is dan de dichtheid van de vloeistof, zal het lichaam niet drijven en zinken.
Water heeft bijvoorbeeld een dichtheid van ongeveer 1000 kg/ m3 , dus als de dichtheid van een lichaam groter is dan 1000 kg/ m3 , zal het in water zinken. Aan de andere kant, als de dichtheid van het lichaam minder is dan 1000 kg/ m3 , zal het lichaam drijven.
Het is noodzakelijk om het verschil tussen de massa en de dichtheid van een lichaam te benadrukken, aangezien de massa niet het drijfvermogen van het object bepaalt, maar de dichtheid. Het is mogelijk dat een voorwerp veel weegt, maar een zeer groot volume heeft, waardoor de dichtheid laag is en dus gaat drijven.
drijfvermogen-apps
Laten we, om de betekenis van drijfvermogen volledig te begrijpen, eens kijken hoe het in de echte wereld wordt gebruikt.
Logischerwijs is drijfvermogen een zeer belangrijk concept in de techniek, vooral bij het ontwerp van onderwaterconstructies of schepen, zoals schepen of onderzeeërs.
Maar drijfvermogen geldt niet alleen voor vloeistoffen, een voorwerp kan ook in een gas drijven. Bij het ontwerpen van heteluchtballonnen of luchtlandingsschepen is het essentieel om het drijfvermogen te bestuderen.
Om te leren duiken is het eveneens essentieel om op zijn minst enige kennis van het drijfvermogen te hebben.