Wet van Archimedes

Iedereen heeft wel eens gehoord van die geleerde man die in zijn bad zat en uitriep: “EUREKA !!!” Wat al veel minder mensen weten, is wat hij nu juist ontdekt had. Archimedes vroeg zich af waarom hij in zijn bad minder leek te wegen dan buiten zijn bad. Wij hebben reeds geleerd dat de druk onder water (een vloeistof) afhangt van de diepte waarop wij ons bevinden.

Als we nu een kubus bekijken van 1 m x 1 m x 1 m hoog, die wij 2 m onder water steken, dan kunnen wij de druk op het onderste vlak (op – 3 m) vergelijken met de druk op het bovenste vlak (op – 2 m).
Onderste vlak (- 3 m): Hier bedraagt de absolute druk 1,3 bar. dus hebben wij hier een opwaartse kracht van 130.000 Pa of 130.000 N/m2. Vermits wij een ondervlak hebben van juist 1 m2 (1 m x 1 m), hebben wij hier juist een opwaartse kracht van 130.000 N of 13.000 kg.
Bovenste vlak (- 2 m): Hier bedraagt de absolute druk 1,2 bar en bijgevolg hebben wij hier een neerwaartse druk op dit vlak van 120.000 N of 12.000 kg. De drukken op de zijkanten zijn op elke diepte tussen – 2 m en – 3 m aan elkaar gelijk. Zij heffen elkaar dan ook volledig op. Een druk op de linkerkant van de kubus wordt gecompenseerd door een druk op het rechtervlak.

De druk op het ondervlak (naar boven) is groter dan die op het bovenvlak (naar onderen). De opwaartse stuwkracht bij onze kubus bedraagt 130.000 N – 120.000 N = 10.000 N of 1.000 kg. Als wij nu deze 1.000 kg vergelijken met het gewicht van water, dan blijkt dit juist overeen te stemmen met het gewicht van een kubus water van 1 m3. Je kan dit op verschillende diepten herberekenen, maar je komt steeds op hetzelfde resultaat.

De wet van Archimedes

Een lichaam, ondergedompeld in een vloeistof, ondergaat een opwaartse stuwkracht gelijk aan het gewicht van de verplaatste vloeistof. Zinken, zweven, stijgen of drijven Deze wet spreekt dus enkel over een opwaartse stuwkracht. Natuurlijk hebben wij ook de zwaartekracht die het object naar beneden trekt. We moeten nog enkel het verschil tussen deze twee krachten maken om te weten of het object zal zinken, zweven, stijgen of drijven:

ZINKEN Opwaartse stuwkracht is kleiner dan het gewicht.
ZWEVEN Opwaartse stuwkracht is gelijk aan het gewicht.
STIJGEN Opwaartse stuwkracht is groter dan het gewicht.
DRIJVEN Wanneer een lichaam stijgt, dan kan het slechts stijgen tot aan de oppervlakte. Hier blijft het dan drijven.
De opwaartse stuwkracht van het ondergedompelde deel is nu nog steeds gelijk aan het gewicht van het lichaam.

Als duiker kunnen wij ons zinken, zeven en stijgen beïnvloeden met een aantal hulpmiddelen:

• Loodgordel waarmee wij ons perfect kunnen uitloden.
• Trimvest die wij kunnen gebruiken om ons uit te trimmen.
• Trimvest die wij kunnen gebruiken bij een noodstijging.