Mini-duikboot

Principe:

M.b.v. een pipetpunt een duikbootje maken.

Materiaal:
  • plastic fles van helder plastic bv een spa flesje 
  • boetseerklei
  • pipetpunt
  • glas
  • water

 

Uitvoering:
  • sluit het gaatje bovenin de pipetpunt af met wat boetseerklei. Eventueel aandrukken met bv de punt van een omgebogen paperclip.
  • plaats aan het ondereind van de pipetpunt net zoveel boetseerklei dat de pipetpunt net blijft drijven (zie de foto's). Test dit in een glas met water.
  • Vul de fles helemaal met water.
  • Stop de duikboot erin en schroef de dop er stevig op.
  • Knijp hard in de fles
    •

Resultaat en discussie:

Als je in de fles knijpt zakt de duikboot naar beneden. Laat je de fles los dan stijgt de duikboot weer naar boven. 

Als je in de fles knijpt wordt water in de pipetpunt geperst. De luchtbel wordt kleiner en steunt de pipetpunt niet meer waardoor deze zinkt. Laat je de fles los dan neemt de druk af en het water verdwijnt weer uit de pipetpunt waardoor deze weer gaat drijven.

Iets wetenschappelijker geformuleerd:
We hebben hier met een afgesloten systeem te maken waarop we pV=nRT kunnen toepassen. nRT is constant en veranderd dus niet. Als p dus groter wordt, door het knijpen in de fles moet V dus kleiner worden om nRT constant te houden. Daardoor neemt dan het drijfvermogen af omdat er minder water verplaatst wordt, geheel volgens de Wet van Archimedes.

Opmerkingen:

  • I.p.v. een pipetpunt kun je ook de dop van een pen gebruiken. Een andere mogelijkheid is een rietje verbuigen en de verbuiging vastzetten met een paperclip.
  • Deze proef staat ook bekend onder de naam Cartesiaanse duiker en is zo genoemd door Rene Descartes.
  • Wet van Archimedes
    Een van de eerste natuurwetten die wetenschappelijk zijn afgeleid: Een lichaam dat geheel of gedeeltelijk wordt ondergedompeld in een vloeistof, ondervindt een opwaartse kracht die gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.

Literatuur:

  • K. David Pinkerton; "Sink or Swim: The Cartesian Diver"; Journal of Chemical Education; 78 (2) 2000; p. 200A,200B.
  • Judith Hahn; "Wetenschap ontdekken"; Dorling Kindersley Book, ISBN 90 6565 518; p. 19.

Relevante websites:

Achtergrondinformatie:

Sommige vissen hebben een kleine holte in hun lichaam gevuld met een luchtbel. De grootte van deze luchtbel kunnen ze veranderen waarmee ze dus gelijkertijd hun drijfvermogen kunnen veranderen. 

Duikboten hebben speciale tanks, die gevuld worden met zeewater om ze te laten duiken. Het water kan uit de tanks gepompt worden en gevuld met lucht. De duikboot wordt dan lichter en stijgt op.

08/01/2017