Wet van Archimedes

Volgens de wet van Archimedes wordt elke lichaam dat in een vloeistof of gas wordt ondergedompeld zoveel lichter als de erdoor verdrongen hoeveelheid vloeistof weegt. Je kunt ook zo (beter) zeggen: "De opwaartse kracht die een lichaam in een vloeistof of gas ondervindt is even groot als het gewicht van de verplaatste vloeistof of gas". Deze opwaarste kracht heet dan ook de archimedeskracht. De wet van Archimedes geldt dus zowel voor vloeistoffen als voor gassen!


De archimedeskracht (FA) wordt uitgedrukt in Newton (N) en kan worden berekend met de volgende formule: FA= ρ · g · V; ρ is het soortelijk gewicht (ook wel dichtheid) van de vloeistof of gas waarin het voorwerp zich bevindt; g is de valversnelling (9,81 m · s-2 op Aarde); V is het volume van het voorwerp (in m3).

We nemen een voorbeeld met een massieve kubus van lood (1 dm3).


Dat blok lood heeft een massa van 11,3 kg. Ondergedompeld in water heeft het nog maar een massa van 10,3 kg. De kubus lood heeft 1 dm3 water verdrongen (massa: 1,0 kg). 11,3 – 1,0 = 10,3 kg.

Een bak water met daarbuiten een blok lood

Een bak water met het blok lood erin

Op de kubus werkt naast de zwaartekracht ook de tegenovergestelde drijfkracht. Als een willekeurig voorwerp bij volledige onderdompeling in een vloeistof (of gas) een groter vloeistofgewicht verdringt dan het eigen gewicht, dan zal het tot een bepaalde diepte in de vloeistof (of gas) zinken tot de ontstane drijfkracht gelijk is aan het eigen gewicht.


Laten we dit een voorbeeld duidelijk maken: stel, ik heb een kubus van hout. Deze kubus weegt 0,8 kg (1 dm3) en kan 0,8 kg water verplaatsen; 0,8 kg water heeft een volume van 0,8 dm3. De overblijvende 0,2 dm3 hout blijft boven de vloeistof (water) uitsteken; er is al eerder een evenwicht ontstaan tussen de eigen massa (0,8 kg) en de drijfkracht. Je kunt het ook anders zeggen; het stukhout blijft drijven.


Een stuk ijzer (1 dm3; 7,9 kg) zal zinken naar de bodem (in de vloeistof, water), maar waarom zinkt een groot ijzeren schip niet? De ruimte in het schip is gevuld met lucht, waardoor het soortelijk gewicht lager is dan die van de vloeistof (water).


De wet van Archimedes werkt ook bij het opstijgen van een lucht ballon. Een luchtballon zal pas op kunnen stijgen als de lucht in de ballon lichter is dan de lucht buiten de ballon. Bij vissen en duikboten werkt de archimedeskracht ook. In de scheepvaart wordt de archmedeskracht deplacement genoemd.

Een bak water waarin een stuk hout in drijft

Het soortelijk gewicht is van:


lood, 11,3 · 103 kg · m-3
ijzer, 7,9 · 103 kg · m-3
water, 1,0 · 103 kg · m-3

Met dank aan Anne van der Sande

 

TERUGHome.html