Zo speel je Wegen onder water
- Kies een proef en lees op de kaart de massa, het volume of de aflezingen in lucht en in water.
- Onder de vloeistof verplaatst het voorwerp zijn eigen volume, en de vloeistof duwt omhoog met het gewicht van zoveel vloeistof: F_b = ρ·g·V.
- De veerunster geeft het gewicht min die kracht aan: R = W − F_b. Typ je voorspelling en druk op Start.
- Kijk naar de beker: de vloeistof die overloopt, weegt precies wat de veerunster verliest.
Waarom weegt een steen minder onder water?
Water drukt harder naarmate je dieper gaat, dus op alles onder water is de duw van onderen groter dan die van boven. Het verschil is een kracht omhoog, en Archimedes vond hoe groot die is: het gewicht van de vloeistof die het voorwerp verplaatst, F_b = ρ·g·V. Hang een steen aan een veerunster en laat hem zakken in een vat dat tot de tuit vol is: het water dat hij verplaatst loopt in een beker, en de veerunster verliest precies wat dat water weegt. Zo wordt een veerunster een meetinstrument. Wat hij verliest, geeft het volume van elke onregelmatige vorm, V = F_b ÷ (ρ·g). Het gewicht in lucht gedeeld door wat hij verliest, zegt hoeveel keer dichter dan water het voorwerp is: zo kun je de kroon van een goudsmid testen zonder hem om te smelten. In een minder dichte vloeistof zoals olie duwt hetzelfde volume minder, dus geeft de veerunster meer aan. En alleen het deel onder de vloeistof telt: een half ondergedompeld voorwerp krijgt de helft van de opwaartse kracht.
Een gericht leermodel
Het voorwerp hangt aan een veerunster en zakt 2 s lang gelijkmatig, van 3 cm boven het oppervlak tot 2 cm voorbij helemaal ondergedompeld, of tot de diepte die je typt (nooit dieper). Het vat is tot de tuit vol, dus elke cm³ die onder gaat, duwt een cm³ naar de beker, en het oppervlak blijft bij de tuit. De opwaartse kracht is F_b = ρ·g·V, met V het deel onder de vloeistof, en de veerunster geeft R = W − F_b aan. Het voorwerp raakt het vat nooit. Het voorwerp en het vat zijn op schaal; de beker niet. Antwoorden binnen 2 % zijn goed. Water heeft 1000 kg/m³, olie 800 kg/m³; g = 9,8 m/s². Speelt in echte tijd.