Vloeistofmechanica
1. Hydrostatische druk
1.1 Open vloeistofmanometer
Voor vloeistoffen geldt:
- 𝑝 = 𝑝0 + ρ * 𝑔 * ℎ
→ dichtheid is constant
Principe van Pascal:
- uitwendige druk plant zich onverminderd en in alle richtingen voort
- voor vloeistoffen vrijwel ogenblikkelijk
- ρ (𝑖𝑛 𝑣𝑙𝑜𝑒𝑖𝑠𝑡𝑜𝑓) = 𝑝𝑢𝑖𝑡𝑤 + 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟
-
Open vloeistofmanometer:
- 𝑝𝑐 = 𝑝𝑣𝑎𝑡 + ρ * 𝑔 * ℎ1 & 𝑝𝑐 = 𝑝𝑣𝑎𝑡 + ρ * 𝑔 * ℎ2
- door beide uitdrukkingen gelijk te stellen:
→𝑝 =𝑝 + ρ * 𝑔 * ∆ℎ
𝑣𝑎𝑡 𝑎𝑡𝑚
Een (kwik)barometer:
- = een lange glazen buis die gevuld wordt met kwik en daarna omgekeerd in een
kwikbad gezet wordt, de ruimte boven de kwikkolom bevat enkel kwikdamp
- 𝑝𝑎𝑡𝑚 = ρ * 𝑔 * ℎ
Toepassingen:
- drinken met een rietje
- drinkwater vat
- gebruik van een hevel
- rubberen zuignap
- drinkwatervoorziening
Gelijke druk op gelijke hoogte:
- communicerende vaten
1
, H2: De wet van Archimedes
2.1 Definitie
De wet van Archimedes:
- 𝐹𝑜𝑝𝑤 = 𝐹2 − 𝐹1
- = 𝑝2 * 𝐴 − 𝑝1 * 𝐴
- = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * ℎ2 * 𝐴 − ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * ℎ1 * 𝐴
- = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝐴 * (ℎ2 − ℎ1)
- = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝑉
- 𝑉 = 𝐴 * ∆ℎ, is het volume van de ondergedompelde cilinder
De wet van Archimedes is geldig in vloeistoffen gassen:
- 𝐹𝑜𝑝𝑤 = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝑉
→ ρ𝑣𝑙 * 𝑉 is de massa van de verplaatste vloeistof
→ ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝑉 is het gewicht van de verplaatste vloeistof
-
2.2 Zinken, zweven en drijven
Bij volledige onderdompeling zal de opwaartse kracht niet altijd aanleiding geven tot
evenwicht:
1) is het voorwerp zwaarder dan het fluïdum waarin het is ondergedompeld zal het
voorwerp zinken:
- 𝐹𝐺 > 𝐹𝑜𝑝𝑤 𝑜𝑓 ρ𝑣𝑜𝑜𝑟𝑤𝑒𝑟𝑝 > ρ𝑓𝑙𝑢ï𝑑𝑢𝑚
2) is het voorwerp lichter dan het fluïdum waarin het is ondergedompeld zal het
voorwerp omhoog bewegen en gaat het drijven:
- 𝐹𝐺 < 𝐹𝑜𝑝𝑤 𝑜𝑓 ρ𝑣𝑜𝑜𝑟𝑤𝑒𝑟𝑝 < ρ𝑓𝑙𝑢ï𝑑𝑢𝑚
3) is de gemiddelde dichtheid van het ondergedompelde voorwerp gelijk aan de
dichtheid van het fluïdum zal het voorwerp zweven:
- 𝐹𝐺 = 𝐹𝑜𝑝𝑤 𝑜𝑓 ρ𝑣𝑜𝑜𝑟𝑤𝑒𝑟𝑝 = ρ𝑓𝑙𝑢ï𝑑𝑢𝑚
2
1. Hydrostatische druk
1.1 Open vloeistofmanometer
Voor vloeistoffen geldt:
- 𝑝 = 𝑝0 + ρ * 𝑔 * ℎ
→ dichtheid is constant
Principe van Pascal:
- uitwendige druk plant zich onverminderd en in alle richtingen voort
- voor vloeistoffen vrijwel ogenblikkelijk
- ρ (𝑖𝑛 𝑣𝑙𝑜𝑒𝑖𝑠𝑡𝑜𝑓) = 𝑝𝑢𝑖𝑡𝑤 + 𝑝ℎ𝑦𝑑𝑟
-
Open vloeistofmanometer:
- 𝑝𝑐 = 𝑝𝑣𝑎𝑡 + ρ * 𝑔 * ℎ1 & 𝑝𝑐 = 𝑝𝑣𝑎𝑡 + ρ * 𝑔 * ℎ2
- door beide uitdrukkingen gelijk te stellen:
→𝑝 =𝑝 + ρ * 𝑔 * ∆ℎ
𝑣𝑎𝑡 𝑎𝑡𝑚
Een (kwik)barometer:
- = een lange glazen buis die gevuld wordt met kwik en daarna omgekeerd in een
kwikbad gezet wordt, de ruimte boven de kwikkolom bevat enkel kwikdamp
- 𝑝𝑎𝑡𝑚 = ρ * 𝑔 * ℎ
Toepassingen:
- drinken met een rietje
- drinkwater vat
- gebruik van een hevel
- rubberen zuignap
- drinkwatervoorziening
Gelijke druk op gelijke hoogte:
- communicerende vaten
1
, H2: De wet van Archimedes
2.1 Definitie
De wet van Archimedes:
- 𝐹𝑜𝑝𝑤 = 𝐹2 − 𝐹1
- = 𝑝2 * 𝐴 − 𝑝1 * 𝐴
- = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * ℎ2 * 𝐴 − ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * ℎ1 * 𝐴
- = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝐴 * (ℎ2 − ℎ1)
- = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝑉
- 𝑉 = 𝐴 * ∆ℎ, is het volume van de ondergedompelde cilinder
De wet van Archimedes is geldig in vloeistoffen gassen:
- 𝐹𝑜𝑝𝑤 = ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝑉
→ ρ𝑣𝑙 * 𝑉 is de massa van de verplaatste vloeistof
→ ρ𝑣𝑙 * 𝑔 * 𝑉 is het gewicht van de verplaatste vloeistof
-
2.2 Zinken, zweven en drijven
Bij volledige onderdompeling zal de opwaartse kracht niet altijd aanleiding geven tot
evenwicht:
1) is het voorwerp zwaarder dan het fluïdum waarin het is ondergedompeld zal het
voorwerp zinken:
- 𝐹𝐺 > 𝐹𝑜𝑝𝑤 𝑜𝑓 ρ𝑣𝑜𝑜𝑟𝑤𝑒𝑟𝑝 > ρ𝑓𝑙𝑢ï𝑑𝑢𝑚
2) is het voorwerp lichter dan het fluïdum waarin het is ondergedompeld zal het
voorwerp omhoog bewegen en gaat het drijven:
- 𝐹𝐺 < 𝐹𝑜𝑝𝑤 𝑜𝑓 ρ𝑣𝑜𝑜𝑟𝑤𝑒𝑟𝑝 < ρ𝑓𝑙𝑢ï𝑑𝑢𝑚
3) is de gemiddelde dichtheid van het ondergedompelde voorwerp gelijk aan de
dichtheid van het fluïdum zal het voorwerp zweven:
- 𝐹𝐺 = 𝐹𝑜𝑝𝑤 𝑜𝑓 ρ𝑣𝑜𝑜𝑟𝑤𝑒𝑟𝑝 = ρ𝑓𝑙𝑢ï𝑑𝑢𝑚
2
