Gaat een in water zwevend voorwerp zinken als je het naar grotere diepte brengt?

Kathleen, 31 jaar
19 december 2013

Als je een voorwerp dat eerst in evenwicht zweeft onder water naar een grotere diepte brengt duwt de toegenomen druk van de waterkolom dit dan naar beneden? Of -aangezien de druk in een vloeistof in alle richtingen dezelfde is- duwt de druk van de waterkolom het voorwerp net zo hard naar boven als naar beneden?

Antwoord

Als een voorwerp zweeft in water, dan werken op dat voorwerp twee krachten in die even groot, maar tegengesteld zijn. Enerzijds is dat de naar beneden gerichte zwaartekracht. Deze is enkel afhankelijk van de massa van het voorwerp en de zwaarteveldsterkte. 

De naar boven gerichte opwaartse stuwkracht of Archimedeskracht FS wordt bepaald door het volume V van het voorwerp dat zich onder water bevindt, de dichtheid ρ van het water en de zwaarteveldsterkte g: FS=ρ.V.g.

Zoals je kan opmerken is de opwaartse stuwkracht niet afhankelijk van de druk.
De dichtheid van het water zal wel veranderen met grote diepte. Vereenvoudigd zou je kunnen stellen dat op grote diepte de dichtheid van het water toeneemt, waardoor de opwaartse stuwkracht dus ook toeneemt, en het voorwerp zou stijgen. (De dichtheid van zeewater bv. is afhankelijk van de temperatuur, de saliniteit en de druk).

Heb je echter een vervormbaar voorwerp, dan zal het voorwerp onder deze toenemende druk steeds kleiner worden, waardoor de opwaartse stuwkracht net meer zou afnemen en het voorwerp zou zinken.

Aan de basis van de opwaartse stuwkracht ligt het verschil in hydrostatische druk tussen de bovenzijde en de onderzijde van het voorwerp. Aangezien de druk in alle richtingen dezelfde is, en toeneemt met grotere diepte, zal er aan de onderzijde van het voorwerp een grotere druk heersen dan aan de bovenzijde van het voorwerp. Hierdoor ondervindt het voorwerp dus een netto resulterende drukkracht die omhoog gericht is. Deze netto resulterende drukkracht wordt de archimedeskracht genoemd, en is hierboven beschreven.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen