Title Fysica Druk FirstName LastName – Activity / Group

Het begrip Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Het begrip Proef 1: baksteen Proef 2: dunne draad → Kracht Title Proef 1: baksteen Proef 2: dunne draad → Kracht → Contactoppervlak Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk Grootheid Symbool Eenheid Druk p [p] = Pa (de pascal) Title Grootheid Symbool Eenheid Druk p [p] = Pa (de pascal) Andere eenheden: hPa, bar, mbar Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Winddruk cte zolang windsnelheid = Zeilschip Title Winddruk cte zolang windsnelheid =  A ↑ → F ↑ Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Voetbalschoen vs. sneeuwschoen Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Doel Voetbalschoenen met noppen  A, F  p Title Voetbalschoenen met noppen  A, F  p  meer greep op de grond Doel: druk verhogen Sneeuwschoenen  A, F=  p Doel: druk verminderen Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Tank Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Zwemvliezen Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Doel: druk verhogen Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Opdrachten Opdr. 5 p. 91 Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk OP een vloeistof Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Inleiding Vanuit observaties: gedrag van samengedrukte vloeistoffen Title Vanuit observaties: gedrag van samengedrukte vloeistoffen → De wet van Pascal → Het concept van druk Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vraag Title Hoe wordt de aangewende kracht doorgeven aan de remmen van de auto? Hoe kan zo een kleine kracht een auto tot stilstand brengen? Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Blaise Pascal Franse wetenschapper wiskundige en filosoof 1623-1662 Title Franse wetenschapper wiskundige en filosoof 1623-1662 Observeerde en bestudeerde het gedrag van een vloeistof wanneer een kracht werd uitgeoefend op de oppervlakte Besluit: een uniforme druk is gecreëerd in elk punt van de vloeistof. Deze druk brengt krachten voort loodrecht op het vlak van de container. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Observatie Plastieken fles Een aantal gaten Op verschillende niveau’s Title Plastieken fles Een aantal gaten Op verschillende niveau’s Gevuld met water In welke richting spuit het water uit de wand? De vloeistof spuit uit de verschillende openingen. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Het experiment van Pascal Title Het experiment van Pascal Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Beginsel van Pascal Title Bij het naar beneden drukken van de zuiger spuit het water door alle gaatjes met dezelfde intensiteit naar buiten. Een druk op een vloeistof uitgeoefend, plant zich in alle richtingen voort. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Beginsel van Pascal Title Bij het uitoefenen van een druk op een gummipeer blijft de vloeistof in de zijbuisjes tijdens het opstijgen in alle buisjes even hoog. De uitgeoefende druk is in alle punten van de vloeistof dezelfde. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Beginsel van Pascal Title Een druk, uitgeoefend op een vloeistof, plant zich in alle richtingen ongewijzigd voort. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Observatie 2 Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische pers 1) A1 < A2 Stel A2 = 2.A1  ≠ oppervlakte Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische pers 2) p1 = p2 = p  = druk (Wet van Pascal) Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische pers Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische pers Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische pers Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische pers Hydraulische pers (1) Hydraulische pers (3) Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische lift Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Oefening Oefening Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Doe het zelf! Doe het zelf! (1) Doe het zelf! (2) Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

katoen, dunne metalen platen Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydraulische lift Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De remmen in een auto Eenvoudige rem Schijfrem Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De remmen in een auto Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De remmen in een auto De remmen in een auto Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De remmen in een auto Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk OP een gas Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef Title Men voelt onmiddellijk de kracht, dus de druk van het gas via het ventielgaatje op de vinger verhogen. Een druk op een gas uitgeoefend, plant er zich in voort Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk IN een vloeistof Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef Title Waarneming: Naarmate het doosje dieper in de vloeistof gedompeld wordt, lezen we een grotere druk af. Verklaring: 1 2 3 4 5 6 7 8 Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydrostatische druk Title De verhouding van de kracht tot de oppervlakte waarop ze inwerkt De druk die een vloeistof uitoefent ten gevolge van haar zwaartekracht Hydro + statica Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 1 h (m) p (Pa) p is recht evenredig met h Title h (m) p (Pa) p is recht evenredig met h de waarde van die verhouding is constant De hydrostatische druk is recht evenredig met de diepte Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 2 Waarneming: De drukmeter duidt overal dezelfde waarde aan. Title Waarneming: De drukmeter duidt overal dezelfde waarde aan. Op gelijke diepten onder het vrije vloeistofoppervlak is de hydrostatische druk dezelfde → Niveauvlak Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 3 Title Waarneming: De drukmeter blijft overal dezelfde waarde aanduiden. De hydrostatische druk werkt in alle richtingen; in eenzelfde punt heeft de druk in alle richtingen dezelfde grootte. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 4 h (m) p (Pa) Water, …, … Title h (m) p (Pa) Water, …, … De verhouding van de hydrostatische druk tot de massadichtheid is constant De hydrostatische druk is recht evenredig met de massadichtheid Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Conclusie uit de proeven Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Observatie Spuit Water + luchtbel Title Spuit Water + luchtbel Wat gebeurt er met de luchtbel wanneer je op de zuiger drukt en zorgt dat het water niet kan ontsnappen? Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Experiment Spuit Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Theoretische afleiding Title De druk in een punt van de vloeistof is dus gelijk aan de som van de atmosferische druk en de hydrostatische druk Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Observatie Plastieken fles Een aantal gaten Op verschillende niveau’s Title Plastieken fles Een aantal gaten Op verschillende niveau’s Gevuld met water In welke richting spuit het water uit de wand? De vloeistof spuit uit de verschillende openingen. Vlak bij de opening staat de waterstraal loodrecht op de wand. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Toepassing Bloeddruk meten Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Opgelet! Hydrostatische druk ↔ druk in een vloeistof Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Oefeningen 11, 12, 13, 14, 15 en 18 Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vraag Title Waarom staat de vloeistof in de vier buisjes op gelijke hoogte? Moet de vloeistof in het vierde buisje niet hoger staan dan in de andere buisjes? Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydrostatische paradox (1) Title We gieten water in een van de kamers. Wat gebeurt er? Kamer B zou toch een grotere kracht per oppervlakte-eenheid moeten ondervinden aan zijn basis, en zou dit niet leiden tot een hoger waterniveau in kamer A? Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Observatie Pascal Blaise stelde hem 300 jaar geleden dezelfde vraag. Title Pascal Blaise stelde hem 300 jaar geleden dezelfde vraag. De vazen van Pascal Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydrostatische paradox (1) Title Kamer B zou toch een grotere kracht per oppervlakte-eenheid moeten ondervinden aan zijn basis, en zou dit niet leiden tot een hoger waterniveau in kamer A? De druk in een punt van een statische vloeistof is volledig te wijten aan het gewicht van de vloeistof (+ atmosfeerdruk) onmiddellijk erboven. De wanden van het vat oefenen een druk uit op de vloeistof die gelijk is aan de druk van de vloeistof op die diepte. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Abstract Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Eenvoudig Klein gewicht – kleine oppervlakte Title Klein gewicht – kleine oppervlakte Groot gewicht – grote oppervlakte → zelfde druk → examen!!! Wet van Pascal Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydrostatische paradox (2) Title De hoogte van de 5 vaten is gelijk. In welk vat is de druk op de bodem van het vat het grootst? De hoeveelheid vloeistof in de vaten is niet noodzakelijk gelijk. Hoogte = Hoeveelheid vloeistof ≠ p grootst? Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Hydrostatische paradox (2) Title De druk p is overal dezelfde. Waarom de druk niet afhangt van de vorm van het vat of de hoeveelheid vloeistof, hangt af van 3 dingen: a. p = F/A en F ≠ TOTALE gewicht van de vloeistof in het vat. b. De wanden van het vat oefenen een druk uit op de vloeistof die gelijk is aan de druk van de vloeistof op die diepte. c. Op gelijke diepten onder het vrije vloeistofoppervlak is de druk dezelfde. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vat A Title Het maakt niet uit hoe wijd het vat is. De druk op de bodem is juist het gewicht van de vloeistof boven de oppervlakte van de bodem. Hier maakt het niet uit: Zelfs al nemen we hier het volledige gewicht van de vloeistof in het vat (mg) en delen het door de oppervlakte van de bodem, bekomen we dezelfde resultaten. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vat B 3 delen Deel 2: gelijkaardig aan vat A Title 3 delen Deel 2: gelijkaardig aan vat A Drukken delen 1 en 3 (die veel groter zijn) deel 2 niet samen (ter hoogte van de stippellijn) en verhogen ze zo de druk op de bodem van deel 2? De vloeistof in deel 2 brengt een even grote maar tegengestelde druk voort op de delen 1 en 3. Bekeken vanuit deel 2: De stippellijn kan vervangen worden door 2 vaste verticale muren. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vat C 3 delen Deel 2: gelijkaardig aan vat A & B Title 3 delen Deel 2: gelijkaardig aan vat A & B Omdat de hoogte van de vloeistof in deel 1 & 3 niet hoog genoeg om dezelfde druk te produceren als de hoogte van de vloeistof in deel 2. Hoe komt het dat de druk op de bodem van deel 1 & 3 gelijk is als op de bodem van deel 2? De topwanden van het vat in deel 1 & 3 produceren een neerwaartse druk die gelijk is aan de druk van de vloeistof in deel 2 op het zelfde niveau. (= Wet van Pascal) Wanneer we een gat maken in een topwand van deel 1 of 3, dan zou het water eruit spuiten. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vat D 3 delen Deel 2: gelijkaardig aan vat A Title 3 delen Deel 2: gelijkaardig aan vat A De zijwanden van het vat produceren een druk die de vloeistof in deel 1 & 3 ondersteunt. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vat E Druk blijft dezelfde: Wet van Pascal Title Druk blijft dezelfde: Wet van Pascal We vertrekken van de oppervlakte tot een bepaalde diepte en herhalen dit tot we de bodem bereiken. Omdat op gelijke diepten onder het vrije vloeistofoppervlak de druk dezelfde is… Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Gevolgen De druk op beide dammen is dezelfde!!! Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Observatie Dezelfde redenen als hierboven: Title Dezelfde redenen als hierboven: De horizontale druk in een punt moet gelijk zijn aan de verticale druk. De verticale druk hangt af van de diepte van het water. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Toepassingen Zie cursus p.106-107 Sluis Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Oefening 20, 21 Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Oefening 26, 28 Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Evenwicht van niet-mengbare vloeistoffen in een u-vormige buis Title Zie cursus p.109 Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Oefening 29, 30, 31 & 32 Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk IN een gas Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Voorkennis Deeltjesmodel Druk in een vloeistof: Title Deeltjesmodel Druk in een vloeistof: De druk is recht evenredig met de diepte Op gelijke diepten onder het vrije vloeistofoppervlak is de druk gelijk De druk werkt in alle richtingen Luchtdruk: p0 = 1,013*105 Pa Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef Title Stap 1: We nemen een glas. We vullen het tot aan de rand met water. Stap 2: We leggen bovenop het glas een stuk papier of een bierviltje. Zorg dat je de hele opening van het glas bedekt. Stap 3: Leg je hand vlak op het stuk papier of het bierviltje en draai het glas op zijn kop. Laat nu langzaam het papier of karton los. Wat gebeurt er? Het papier of het bierviltje blijft tegen het glas zitten. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk IN een gas Druk door een gas uitgeoefend (oorzaak) Title Druk door een gas uitgeoefend (oorzaak) De atmosferische druk (gevolg) Het verleden Het heden en de toekomst Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Druk door een gas uitgeoefend Title Waarneming: In het afgesloten gedeelte daalt de vloeistof en in het open been stijgt ze. Verklaring: Gas → kracht → beweeglijkheid Het gedrag van een gas Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De atmosferische druk p0 = 1,013*105 Pa Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 1 Title Waarneming: Als de lucht geleidelijk van onder het perkament weggepompt wordt, scheurt het plots met een luide knal stuk. Verklaring: Aan onderkant evenveel balletjes als bovenkant Pomp aan: we zuigen balletjes weg. Verhouding onderkant/bovenkant? Het perkament scheurt. De druk van boven is te groot. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Besluit proef 1 Lucht oefent een druk uit! Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 2 Title Waarneming: Naarmate de lucht onder de klok weggezogen wordt, wordt het volume van het ballonnetje groter. Verklaring: In de kolf evenveel moleculen als in de ballon De ballon vergroot  evenwicht  druk buitenkant = druk binnenkant Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Proef 3 Waarneming: Het water blijft binnenin het buisje. Verklaring: Title Waarneming: Het water blijft binnenin het buisje. Verklaring: Omdat de lucht op het water buiten het buisje drukt, blijft het water binnenin de hele buis vullen. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Besluit Lucht oefent een druk uit Alle richtingen Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De atmosferische druk Lucht → massa → zwaartekracht Title Lucht → massa → zwaartekracht Atmosfeer → luchtlagen → druk p0 = 1,013*105 Pa 1 2 3 4 5 6 7 8 Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De kracht van de lucht Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De Maagdenburgse halve bollen Title Otto von Guericke Luchtpomp (1650) → experimenten met het luchtledige Ontdekking: Geluid niet voortplantte Kaars uitdoofde Twee halve bollen Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De Maagdenburgse halve bollen Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vacuümtechnologie Title Ideaal medium voor het optillen en verplaatsen van voorwerpen Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Voorbeelden Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vacuüm Title Vacuüm wordt bereikt door de druk binnen een volume te verlagen zodat de omgevende atmosferische druk een potentiële bron van energie wordt. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

De Maagdenburgse halve bollen zonder vacuümpomp Experiment Title De Maagdenburgse halve bollen zonder vacuümpomp Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Benodigdheden • Twee kleine glazen potjes • Kaars (theelichtje) Title • Twee kleine glazen potjes • Kaars (theelichtje) • Filtreerpapier Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Technische uitvoering Title Leg twee koffie op elkaar (je bekomt zo 4 lagen filtreerpapier) en teken er een cirkel op met diameter 9 cm en een tweede (zelfde middelpunt) met diameter 3 cm. Knip de grote cirkel uit en plooi deze cirkel twee maal in twee. Zodoende bekom je een kwart en kan je de kleine cirkel er in één keer uitknippen. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Uitvoering experiment Title Leg de vier op elkaar liggende stukken filtreerpapier in water tot ze door en door vochtig zijn. Plaats de kaars in een van de glazen potjes en steek ze aan. Leg het filtreerpapier nu op het glazen potje (mooi in het midden). Duw het tweede glazen potje nu omgekeerd op het eerste en duw het stevig naar beneden. Zorg er intussen voor dat de openingen van de potjes mooi op elkaar komen. De kaars dooft na een tijdje en je kan het bovenste potje naar omhoog heffen zonder dat het onderste eraf valt!!! Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Verklaring Wat hoor je tijdens het omhoog heffen? Wat bewijst dit? Title Wat hoor je tijdens het omhoog heffen? Wat bewijst dit? Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Verklaring Title Als de kaars dooft, is de zuurstof uit de lucht opgebruikt en zal het resterende gas afkoelen. Hierdoor ontstaat in de potjes een drukverlaging en worden ze door de grotere atmosferische druk tegen elkaar geduwd. Wat hoor je tijdens het omhoog heffen? Wat bewijst dit? Tijdens het omhoog heffen van de potjes kan je een sissend geluid horen. Dit is de lucht die doorheen het filtreerpapier naar binnen komt en en bewijs voor de onderdruk binnenin. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Vraag Hoe kwam men tot de conclusie dat lucht een massa had? Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Geschiedenis Ten tijde van Galileo, rond 1635, … Title Ten tijde van Galileo, rond 1635, … Zie in map Materiaal -> 06.Druk -> GeschiedenisBarometer.doc Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Galileo Galilei Italiaanse natuurkundige, filosoof en astronoom Title Italiaanse natuurkundige, filosoof en astronoom 1564 – 1642 Grondlegger van de moderne astronomie … Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Geschiedenis: deel 2 Title De opvolger van Galileo was Torricelli. Hij las de nota's van zijn voorganger … Zie in map Materiaal -> 06.Druk -> GeschiedenisBarometer.doc Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Evangelista Torricelli Title Italiaanse wiskundige en natuurkundige 1608 – 1647 Leerling van Galileo Galilei (lucht → druk) Ontdekking van het vacuüm en de barometer (1643) Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Barometer Title Wat? Een meetinstrument waarmee de luchtdruk gemeten kan worden Types? Kwikbarometer Waterbarometer Gasbarometer Barograaf Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Waterbarometer Donderglas (1619) Nederlander Gijsbrecht de Donckere Title Donderglas (1619) Nederlander Gijsbrecht de Donckere Lucht (opgesloten) zet uit of krimpt → relatief groot niveauverschil in het dunne buisje Nadeel: reageren ook op temperatuursverschillen Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Kwikbarometer De buis van Torricelli (1643) Title De buis van Torricelli (1643) een U-buis die toelaat het niveauverschil in de twee benen te bepalen Deze barometer heeft de volgende nadelen: de glazen buis is duur en breekbaar; kwik is een duur en giftig metaal; door de hoge oppervlaktespanning van het kwik is het oppervlak convex; kwik heeft een relatief grote uitzettingsfactor (vandaar zijn gebruik als thermometer) Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Verdere types Ander principe Title Ander principe Het is bijvoorbeeld mogelijk een metalen doosje vacuüm te pompen en dan te meten hoever het ingedeukt wordt door de druk van de atmosfeer. Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group

Experiment Het elastische ei Title Sint-Paulusinstituut FirstName LastName – Activity / Group