Meten De wet van Archimedes Meten

De wet van Archimedes
De wet van Archimedes
Introductie
Werkboek en foto’s
De foto-knop wordt gebruikt om het scherm vast
te leggen.
Met de werkboek-knop worden foto’s en tekst
vastgelegd in het werkboek van de Spark.
De keuze-knop wordt gebruikt om je
verslag te exporteren of af te drukken.
Met dit pictogram
maak
je een foto van de pagina.
Door het pictogram aan te
klikken komt de foto in je
verslag te staan.
Opmerking: je kan een foto
maken van de eerste pagina
van je werkboek en dit dan als
voorblad van je verslag
gebruiken.
De wet van Archimedes
Vraagstelling
Welke kracht zorgt ervoor dat
sommige dingen blijven drijven
en andere zinken?
De wet van Archimedes
Achtergrond
Archimedes leefde van 287 tot 211 v.C. in
de Griekse stad Syracuse op het eiland
Siciliё. Hij wordt als één van de grootste
wiskundigen aller tijden beschouwd.
Hoewel er vele afbeeldingen van hem
bestaan, laten ze geen van alle zien hoe
hij er echt uitzag. Zijn belangrijkste
ontdekking, ook nu nog van groot belang,
is dat een voorwerp, dat in een vloeistof
wordt ondergedompeld een hoeveelheid
vloeistof verplaatst die gelijk is aan het
volume van het voorwerp.
De wet van Archimedes
Achtergrond
We zullen het pad dat Archimedes
baande, volgen en onderzoeken wat er
gebeurt met een in vloeistof
ondergedompelde voorwerp. Ook zullen
we het verschil gaan bepalen tussen
voorwerpen die drijven en zinken.
De wet van Archimedes
Materialen en benodigdheden
Verzamel al deze materialen
alvorens met het experiment te
beginnen
• Krachtsensor
• Beker met overloop
• 2 Kopjes
• Draad
• Statief
• Haakse statiefklem
• Korte statief staaf
• Voorwerp om onder te dompelen
• Water
• Lineaal
• Weegschaal (1 per klas)
Opmerking: de maatcilinder op de foto
wordt hier niet gebruikt.
Zet in de juiste volgorde
A. Bereken de kracht
die op de verplaatste
hoeveelheid water
door de
zwaartekracht wordt
uitgeoefend (in
Newton N).
B. Dompel een
voorwerp helemaal
onder in water en
vang het
overlopende water
op.
C. Laat zien dat de
verandering in
krachten gelijk is aan
het gewicht van de
verplaatste vloeistof.
D. Meet de kracht,
die op een voorwerp
wordt uitgeoefend.
Opmerking: deze
stap wordt 2 maal
toegepast.
De stappen links maken deel
uit van dit practicum. Ze staan
echter niet in de juiste
volgorde. Zet alle stappen in de
juiste volgorde en maak er een
foto van.
De wet van Archimedes
Opstelling
1. Hang de krachtsensor met het korte staafje aan
het statief
2. Verbind de krachtsensor met de Spark
3. Druk op de calibratieknop op de krachtsensor om
deze op nul te zetten
4. Plaats de overloopkan onder de krachtsensor
5. Bind aan het voorwerp een stuk koord lang
genoeg om het mogelijk te maken het voorwerp
helemaal in de vloeistof in de beker onder te
dompelen, als hij vanaf de krachtsensor
neergelaten wordt
De wet van Archimedes
Opstelling
6. Zet een droog kopje onder het tuitje van de
overloopbeker
7. Vul de overloopbeker met water tot aan de
rand
Let op: om de overloopbeker tot de rand te vullen,
overvul je hem eerst zodat het water uit het tuitje
loopt. Als het tuitje uitgedruppeld is is de overloop
beker zo vol mogelijk. Gooi nu het opvangkopje
leeg en zorg dat deze weer helemaal droog is.
Opstelling
Vr.1: Waarom is het van belang om de
overloopbeker helemaal vol te maken, zodat het
water uit het tuitje loopt?
a) Om er zeker van te zijn dat we al het water,
dat door de massa wordt verplaatst,
opvangen.
b) Om de verdunning zo groot mogelijk te
maken.
c) Om er zeker van te zijn dat we de minimale
hoeveelheid water opvangen.
d) Om ervoor te zorgen dat we de beker niet
helemaal hoeven bij te vullen.
Maak je keuze en neem een
foto van deze pagina voor in je
werkboek.
Meten
1. Gebruik een weegschaal om
de massa van het kopje te
bepalen.
2. Schrijf de massa op in de
tabel links.
*Gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
selecteer
vervolgens een cel in de lijst.
Deze zal geel oplichten.
3. Druk op
om het
toetsenbord scherm te
openen.
Meten
3. Bepaal de massa van het
voorwerp dat je gaat
onderdompelen in kg.
4. Noteer de massa van het
voorwerp in de tabel links.
*Gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
selecteer
vervolgens een cel in de lijst.
Deze zal geel oplichten.
3. Druk op
om het
toetsenbord scherm te
openen.
Meten
5. Meet met een liniaal de
afmetingen van het
voorwerp en bepaal het
volume.
6. Noteer het volume in de
tabel links.
*gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op selecteer
vervolgens een cel in de lijst.
Deze zal geel oplichten.
3. Druk op
om het
toetsenbord scherm te
openen.
Meten
Vr.2: Waarom is het belangrijk om de massa van het
kopje te weten?
a) Om er zeker van te zijn dat het kopje niet te
zwaar voor het experiment is.
b) Om er zeker van te zijn dat kopjes een gelijke
massa hebben.
c) Om het volume van het kopje te berekenen.
d) Om een nauwkeurige maat van het
verplaatste water te kunnen krijgen.
Maak je keuze en neem een
foto van deze pagina voor in je
werkboek.
De wet van Archimedes
Meten
7. Hang het voorwerp met het koordje aan de krachtsensor. Let erop dat het
voorwerp geheel stil hangt voor je met de meting begint.
8. Als het voorwerp nog niet in het water is druk je op
beginnen.
9. Druk op
om de meting te
om de begin kracht op het voorwerp vast te leggen.
De wet van Archimedes
Meten
10.Draai de schroef van de statiefklem voorzichtig los en
laat het voorwerp langzaam in het water zakken. Het
water moet nu uit het tuitje lopen in het lege kopje.
11.Zet de schroef weer vast zodat het voorwerp geheel
onder water is maar de bodem niet raakt.
Let op: als er geen water uit het tuitje komt kan het zijn dat je het
tuitje vrij moet maken. Soms vormt zich over de opening een soort
vel, dat door de oppervlaktespanning sterk genoeg is om het water
tegen te houden. Je moet dan eerst het voorwerp weer omhoog
halen en dan zachtjes het tuitje doorblazen.
De wet van Archimedes
Meten
12.Druk wanneer het voorwerp helemaal onder water zit weer op
kracht vast te leggen.
13.Druk op
om de meting te stoppen.
om de nieuwe
Meten
14. Gebruik een weegschaal
om de massa van het kopje
met het opgevangen water
te bepalen.
15. Noteer de gevonden
waarde in de tabel *.
*Gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
selecteer
vervolgens een cel in de lijst .
Deze zal geel oplichten.
3. Druk op
om het toetsen
bord scherm te openen.
De wet van Archimedes
Analyseren
Als de massa niet, maar de kracht op het
voorwerp wel verandert als het wordt
ondergedompeld, dan moet er een tweede
kracht in het spel zijn. Deze kracht is de
opwaartse kracht. De kracht op het ondergedompelde voorwerp is de resultante van
de opwaartse- en de zwaartekracht.
Mg
Resultante
Opwaartse
kracht
De wet van Archimedes
Analyseren
De twee tabellen op de volgende pagina (21)
gebruik je om de vragen op pagina 22 en 23 te
beantwoorden. Blader er naar terug om alle
meetwaarden van deze proef terug te vinden.
Analyseren
1. Bereken de massa van het
verplaatste water door de
massa van het kopje af te
trekken van de massa van
het kopje plus water en
noteer de uitkomst
hieronder.
2. Bereken het gewicht van
water in Newton, door de
massa van het water te
vermenigvuldigen met de
versnelling van de
zwaartekracht (9.81 m/s2).
3. Bereken de opwaartse
kracht door de kracht
onder gedompeld in het
water af te trekken van de
zwaartekracht.
Analyseren
4. Vergelijk de massa van het 5. Vergelijk het volume van het 6. Vergelijk de opwaartse
voorwerp met de massa van
kracht van het voorwerp
voorwerp en de massa van
het verplaatste water.
met het gewicht van het
het verplaatste water met
verplaatste water en neem
elkaar en vul de uitkomst
dan een foto van deze
hieronder in.
pagina.
De wet van Archimedes
Samenvatting
1. Wat zou er met het ondergedompelde voorwerp gebeuren als de opwaartse
kracht groter was dan de zwaartekracht op het voorwerp?
De wet van Archimedes
Samenvatting
2. Stel je voor: iemand ligt in een diep zwembad. Wat zou er met hem of haar
gebeuren:
a) Als men de lucht uit de longen liet ontsnappen? Waarom?
b) Als men een diepe ademteug nam en die vasthield? Waarom?
Meerkeuze vraag
1. Een volledig ondergedompeld voorwerp
verplaatst zijn eigen _________________.
a) Dichtheid van de vloeistof
b) Gewicht van het voorwerp
c) Volume
d) Massa
Maak je keuze en neem een
foto van deze pagina.
Meerkeuze vraag
2. Wat is de opwaartse kracht van een schip van 20
ton dat op zee drijft?
a) 20 ton
b) Minder dan 20 ton
c) Meer dan 20 ton
d) Dat hangt af van de dichtheid van het
zeewater
Maak je keuze en neem een
foto van deze pagina.
Meerkeuze vraag
3. Een kreeft klimt op een keukenweegschaal die op
de zeebodem staat. In vergelijking met zijn
gewicht boven water, zal zijn onderwater gewicht
________________.
a) Minder zijn
b) Hetzelfde blijven
c) Meer zijn
d) Dat hangt af van de dichtheid van het
zeewater
Maak je keuze en maak een
foto van deze pagina.
De wet van Archimedes
Gefeliciteerd
Je hebt je onderzoek klaar.
Volg de instructies van de docent om alles op te ruimen en de resultaten van het
onderzoek door te geven.
De wet van Archimedes
Naslag
Alle illustraties zijn afkomstig uit PASCO documentatie, clip art uit het publieke domein, of Wikimedia:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ALVIN_submersible.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Auftrieb_Archimedes_1.svg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:041108-N-0780F-066.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Canada_Goose_Lake_Union.JPG
http://www.freeclipartnow.com/office/paper-shredder.jpg.html