Waarom zinkt een stuk steen in water, maar blijft een schip met een enorm gewicht drijven (klasse 9)?

Waarom zinkt een steen in water, maar blijft een schip drijven?

Wanneer een voorwerp in water wordt geplaatst, wordt het onderworpen aan twee krachten:

• Zwaartekracht: De neerwaartse kracht uitgeoefend door de aarde op het object.
• Opwaartse kracht (Archimedeskracht): De opwaartse kracht uitgeoefend door het water dat wordt verplaatst door het object.

Zinken of drijven

Of een object zinkt of drijft, hangt af van de relatieve grootte van deze krachten:

• Als de zwaartekracht groter is dan de opwaartse kracht, zal het object zinken.
• Als de opwaartse kracht groter is dan de zwaartekracht, zal het object drijven.

Een steen zinkt

Een steen is een klein, compact object dat weinig water verplaatst. De opwaartse kracht die wordt uitgeoefend door het verplaatste water is daarom te klein om de zwaartekracht te overwinnen. Hierdoor zinkt de steen.

Een schip drijft

Een schip heeft een veel grotere omvang en vorm dan een steen. Wanneer het in water wordt geplaatst, verplaatst het een aanzienlijke hoeveelheid water. De resulterende opwaartse kracht is dan groter dan de zwaartekracht op het schip, waardoor het drijft.

Het principe van Archimedes

De Archimedeskracht wordt beschreven door het principe van Archimedes, dat als volgt luidt:

“Elk lichaam dat geheel of gedeeltelijk in een vloeistof wordt ondergedompeld, wordt onderworpen aan een opwaartse kracht die gelijk is aan het gewicht van de vloeistof die het lichaam verplaatst.”

Dit principe geldt voor elk object dat in een vloeistof wordt geplaatst, ongeacht zijn vorm, grootte of massa.

Conclusie

In het geval van een steen is de opwaartse kracht niet voldoende om de zwaartekracht te overwinnen, wat resulteert in zinken. Voor een schip is de opwaartse kracht groter dan de zwaartekracht, waardoor het kan drijven. Dit verschijnsel wordt verklaard door het principe van Archimedes.