Wet van Pascal en communicerende vaten

• Natuurkunde
• MBO
• Studiejaar 1

Op het ijs ligt een hond van 1360 g. Zijn oppervlakte is 40 cm2 . Hoe groot is de druk op het ijs?

Uitwerking

1360 g = 1,360 kg

40 cm² = 0,0040 m²

F = m x a       = 1,360 kg x 9,81 m.s^-2 = 13,3416 N

​0,0040​​13.3416​​=3,3⋅10​3​​Pa

Hydrostatische druk / kracht

Hydrostatische kracht / druk

Maak opgave 14 - H6

opgave 16 - H6 (p. 112)

Een zwembad gevuld met water.

Gegeven: l = 25 m; b = 12 m; h = 3,0 m en 𝜌𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟=998 𝑘𝑔/𝑚3

Gevraagd: F(bodem); F(zijkanten); p(bodem) en p(zijkanten)

Oplossing:

Wet van Pascal en communicerende vaten

Leerdoel 

 De wet van Pascal en het principe van communicerende vaten gebruiken om situaties te verklaren 

paragraaf 6.3 en 6.4

Wet van Pascal

Een druk die wordt uitgeoefend op een vloeistof die zich in een geheel gevuld en gesloten vat bevindt, zal zich onverminderd in alle richtingen voortplanten.

Druk bij vloeistoffen

Extra uitleg:   https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=_rurvIqWwLU

P1=P2

​A2​​F1​​=​A2​​F2​​

F2=​A1​​F1⋅A2​​

Opgave 20 (p.113)

Gegeven: Een injectienaald;

De zuiger: Az = 0,95 cm² = ......... m²

De naaldopening: An = 0,014 cm²

P_n = 16 kPa = 16 ∙ 10³ Pa

Gevraagd: Welke kracht Fz (in N) is nodig?

Oplossing:

 P_n = 16 kPa = P_z (wet van Pascal)

  F_z = P_z ∙ A_z

  F_z = 16 ∙ 10³ ∙ 0,95 ∙ 10^-4 = 1,52 N

Communicerende vaten

Hydrostatische paradox:

 hydrostatische kracht en druk op de bodem zijn onafhankelijk van de vorm (en inhoud) van het vat:

Bij zelfde bodemoppervlak is de kracht op de bodem overal gelijk (dus telt alleen de hoogte van de vloeistofkolom).

Communicerende vaten

Dichtheid bepaling m.b.v. communicerende vaten (U-buis):

• Met twee (of meer) verschillende vloeistoffen zullen de vloeistofniveaus niet gelijk zijn, maar verschillen in hoogte.
  
• De hydrostatische druk t.h.v. de horizontale raaklijn (stippellijn) is wel gelijk.
  
• Dit kan gebruikt worden om de dichtheid te bepalen.
  

Opgave 31 (p.118)

Twee (open) communicerende vaten (een U-buis) zijn met kwik gevuld. Er wordt een laagje water toegevoegd. Gegeven:

ℎ1=17,0 𝑐𝑚
𝜌1=0,998 𝑔∕𝑐𝑚3 (water)
𝜌2=13,5 𝑔∕𝑐𝑚3 (𝑘𝑤𝑖𝑘)

Gevraagd: ℎ2 𝑖𝑛 𝑐𝑚

Oplossing