Samenvatting LO Individuele sporten A1

LO Individuele sporten A1


Hydrodynamica : introductie drijven en zwemmen

Drijven of zinken
De wet van Archimedes (een Griekse wiskundige) stelt dat elk voorwerp
in een vloeistof een opwaartse (of drijvende) kracht ondervindt. Die
opwaartse, drijvende, kracht noemen we de Archimedeskracht. De grootte
van die Archimedeskracht is gelijk aan het gewicht van het verplaatste
water en dus gelijk aan het volume van het voorwerp dat zich onder de
waterlijn bevindt.


De Archimedkracht
werkt tegengesteld
aan de
zwaartekracht. Is
de
zwaartekracht
groter dan de




Archimedeskracht, dan zinkt het voorwerp tot de bodem. Dat is
bijvoorbeeld het geval bij een blok lood in water. Die blok weegt meer dan
hetzelfde volume in water. Is de zwaartekracht kleiner dan de
Archimedeskracht, dan drijft het voorwerp boven. Dat is
bijvoorbeeld het geval bij een blok hout in water. Die houtblok weegt
minder dan hetzelfde volume in water. Die houtblok, die in het water
terecht komt, zinkt maar tot het moment dat het gewicht van het
verplaatste water exact gelijk is aan het totale gewicht van de houtblok. In
het speciale geval dat een voorwerp onder water exact evenveel weegt als
hetzelfde volume water, dan zweeft het voorwerp in het water, het stijgt
niet en het zinkt niet.
Het drijfvermogen van mensen wordt door dezelfde twee krachten
bepaald. Of een zwemmer blijft drijven is dus afhankelijk van het
soortelijke gewicht van die zwemmer (weegt het volume van de zwemmer
meer of minder dan hetzelfde volume water). In weze is het soortelijk
gewicht van alle mensen verschillend. Dat hangt af van de
lichaamssamenstelling. Eenzelfde volume vet weegt minder dan eenzelfde
volume spieren en die wegen dan weer minder dan eenzelfde volume

, botten. Vet blijft drijven, de soortelijke massa is kleiner dan die van water,
botten zinken, de soortelijke massa is groter dan die van water.
Toch ligt het soortelijk gewicht van alle mensen erg dicht tegen
het soortelijk gewicht van water. Sportief gebouwde personen die
volledig ingeademd te water gaan komen vanzelf bovendrijven.
Ingeademd zetten de longen uit, lucht wordt toegevoegd aan het lichaam.
Dezelfde zwemmers zullen volledig uitgeademd (met kleiner longvolume
en zonder de lucht) wel zinken.
TIP: probeer in een zwembad zelf maar eens volledig in- of uitgeademd op
de bodem te gaan zitten.
Waarom is het voor niet-zwemmers dan moeilijk om boven te
blijven? In de eerste plaats kantelt een lichaam automatisch rond de
transversale as. De plaats waar de zwaartekracht aangrijpt (in het
zwaartepunt net onder de navel) is verschillend van de plaats waar de
Archimedeskracht aangrijpt (in het perspunt, het centrum van het volume
ter hoogte van het borstbeen). Dat maakt de coördinatie al moeilijker.
Bovendien is het niet zo makkelijk om het hele hoofd uit het water te
houden, dat kost extra energie (enkel een klein deel van de mens drijft
echt boven). Probeer zelf maar eens te watertrappelen waarbij je meer
dan je hoofd uit het water brengt, bijvoorbeeld armen gestrekt opwaarts.
Ten derde is de instinctieve reactie bij mogelijke verdrinken zo sterk, dat
een gecontroleerd gebruik van armen, benen en ademhaling onmogelijk
wordt.


Ter info, verdrinken gebeurt maar zeer
zelfden zoals in de film. De meeste
mensen zijn niet in staat om te roepen
of te zwaaien. Zich keren in de juiste
richting is al vaak onmogelijk. De
meeste mensen verdrinken dus in stilte.
Toch is het zo dat wie rustig kan blijven
en zich naar ruglig kan keren, amper
energie nodig heeft om boven te
blijven. Zelfs bij uitademen is een kleine
wrik-beweging voldoende.




Weerstandskrachten
Wij onderscheiden twee soorten weerstand. De negatieve weerstand of
remming en de positieve weerstand of propulsie. De zwemmer ondervindt