Drijven en zinken

Kun je iets dat zinkt laten drijven? Je komt erachter tijdens twee onderzoeken waarin je gaat proberen objecten te laten drijven die normaal gesproken zinken.

Onderzoek 1. Kun je iets laten drijven wat zinkt?

Wat heb je nodig?

– 2 kommen met water
– 1 pak zout
– klei (bijvoorbeel play-doh)
– handdoeken

Wat te doen?

Vul twee diepe kommen met water. Roer het zout door één van de twee kommen met water tot het opgelost is. Pak nu een stukje klei, vorm er een bolletje van en doe het in de kom met water zonder zout. Wat gebeurt er?

Onderzoek of je het bolletje klei kan laten drijven. Helpt het bijvoorbeeld als je de vorm verandert? Maakt het verschil of je het in de kom met of zonder zout water gooit?

Onderzoek welke vormen klei drijven en welke niet, en waarom dit zo is.

Extra uitleg:

Bij deze proef kun je meer te weten komen over dichtheid en de vormen van voorwerpen die drijven of niet.

Simpel voorbeeld: een bol klei zinkt dus, een gekleid bakje drijft.

Hoe kan dit? 

In de bal zit alleen klei en hij is daarom zwaarder dan water. Omdat hij zwaarder dan water is, zinkt hij naar de bodem. In het bakje zit niet alleen klei, maar ook lucht. Het bakje is daarom lichter dan water en blijft daarom drijven.

De twee ballen van klei hebben dezelfde grootte en zijn van dezelfde klei gemaakt. Ze hebben daarom dezelfde massa en zijn dus ook even zwaar. Zodra je van de ene bal klei een bakje kneedt, dan hebben ze niet meer dezelfde vorm. Het bakje is een stuk groter dan de bal, omdat er lucht in het bakje zit. Het volume van het bakje is groter dan het volume van de bal.

De dichtheid van een voorwerp is de massa per volume (ρ = m / V). De dichtheid geeft aan hoeveel een voorwerp van een bepaalde grootte weegt. Het bakje is ongeveer even zwaar als de bal, maar hij is veel groter. Als je de dichtheden vergelijkt, dan heeft het bakje een kleinere dichtheid en de bal een grotere dichtheid.

Ook water heeft een dichtheid, maar die is niet gelijk aan de bal of het bakje. De bal klei heeft een grotere dichtheid dan water en daarom zinkt de bal naar de bodem. Het bakje van klei en lucht heeft een kleinere dichtheid dan water en blijft daarom drijven op het water.

Als je maar weinig klei gebruikt of een heel groot en dun bootje maakt, dan speelt de oppervlaktespanning van het water ook een rol.

Oppervlaktespanning

De watermoleculen trekken elkaar heel hard aan elkaar. Watermoleculen in het water worden omringd door andere watermoleculen. Alle trekkende krachten van die moleculen heffen elkaar op, boven tegen beneden, links tegen rechts enzovoorts. De bovenste laag water grenst aan de lucht, er wordt dus van boven niet aan de moleculen getrokken. Hierdoor wordt de bovenste laag watermoleculen naar beneden getrokken door de watermoleculen onder hen. Zo ontstaat oppervlaktespanning.

De oppervlaktespanning gedraagt zich als een soort vlies. Als je ervoor zorgt dat je niet door het vlies heen gaat kun je er dingen op leggen die zwaarder zijn dan water en dus eigenlijk zouden moeten zinken. Dit is iets anders dan een kurk die op het water blijft drijven. De kruk blijft drijven omdat hij lichter is dan water.

Zeep of andere vervuiling gaat tussen de watermoleculen in zitten en zorgt ervoor dat de aantrekkingskracht tussen de watermoleculen minder wordt en dat de oppervlaktespanning opgeheven

Zout water

Naast de vorm van de klei kan ook zout water nog uitmaken. Zo zullen er vormen worden gemaakt die in zout water wel drijven en in zoet water niet.

Of iets blijft drijven of zinkt in water hangt af van hoe zwaar het is, maar ook van hoe zwaar het water is. Als iets lichter is dan water dan drijft het, als iets zwaarder is dan water zinkt het. Als je zout bij het water doet blijft een stuk klei even zwaar, maar wordt het water zwaarder (de dichtheid van het water wordt groter). Het water wordt zwaarder dan de klei. Daarom blijven  sommige vormen drijven in zout water, maar zinken ze zoet water.

Om dezelfde reden blijf jezelf ook beter drijven in de zee dan in een zwembad. Zeewater is zout en dus zwaarder. Daarom gaat onder water zwemmen moeilijker in de zee, maar drijven makkelijker!

Drijven en zinken

Onderzoek 2 – Waarom zinkt het niet?

Benodigdheden

bakken met water
– zout
– aluminiumfolie
– knikkers
– paperclips
– weegschaal

Beschrijving:

Aluminiumfolie is zwaarder dan water en als je hier een propje van maakt of heel klein opvouwt. Maar als je een bakje vouwt of je legt een velletje plat op het water blijft het wel drijven. Je kunt er zelfs kleine voorwerpen op laten drijven zoals een knikker of paperclips.

  1. Scheur een stukje aluminium folie af
  2. Vouw het folie zo klein mogelijk op
  3. Druk ook alle lucht eruit door er even op te gaan staan
  4. Leg het folie in het water -> wat gebeurt er?
  5. Neem nog een stukje aluminium folie
  6. Leg het voorzichtig in de bak met water, zorg dat er geen water op komt OF vouw er een bakje van een leg deze voorzichtig in het water -> wat gebeurt er?
  7. Hoeveel knikkers/paperclips kun je laten drijven in je bakje/op het velletje? Hoeveel gewicht kan je bakje/vel dragen? En is er ook verschil tussen zoet water en zout water?
  8. Wat kun je nog meer onderzoeken?

Extra uitleg:

Aluminiumfolie is zwaarder dan water, maar toch blijft het als het plat is op het water liggen. Dit komt door de oppervlaktespanning. De kleinste deeltjes van water, de watermoleculen, trekken elkaar heel hard aan. Hierdoor ontstaat er in de bovenste laag water een soort van sterk vlies van watermoleculen. Als je hier iets op legt dat het vlies doorprikt, zoals een propje aluminiumfolie, dan zinkt het. Als je hier voorzichtig iets op legt dat het vlies niet direct doorprikt zoals een velletje aluminiumfolie, dan kun je testen hoe sterk water is. Eigenlijk test je dus de oppervlaktespanning.

Soms doet dit proefje het niet, dat kan komen doordat er nog een beetje afwasmiddel in het water of aan de bak kan zitten, spoel deze dus goed om en pak schoon water. Of maak bakjes.

De watermoleculen trekken elkaar heel hard aan elkaar. Watermoleculen in het water worden omringd door andere watermoleculen. Alle trekkende krachten van die moleculen heffen elkaar op, boven tegen beneden, links tegen rechts enzovoorts. De bovenste laag water grenst aan de lucht, er wordt dus van boven niet aan de moleculen getrokken. Hierdoor wordt de bovenste laag watermoleculen naar beneden getrokken door de watermoleculen onder hen. Zo ontstaat oppervlaktespanning.

De oppervlaktespanning gedraagt zich als een soort vlies. Als je ervoor zorgt dat je niet door het vlies heen gaat kun je er dingen op leggen die zwaarder zijn dan water en dus eigenlijk zouden moeten zinken. Dit is iets anders dan een kurk die op het water blijft drijven. De kruk blijft drijven omdat hij lichter is dan water.

Zeep of andere vervuiling gaat tussen de watermoleculen in zitten en zorgt ervoor dat de aantrekkingskracht tussen de watermoleculen minder wordt en dat de oppervlaktespanning opgeheven wordt.

Terug