De duikertjes van Descartes.
"I Sink, Therefore I Am."
René Descartes was een Frans wetenschapper en denker. Hij leefde van 1596 tot 1650. Hij heeft o.a. gestudeerd in Franeker en Leiden.
Knijp in de zijkanten van de fles. Hierdoor verandert de druk in de vloeistof. Veranderingen in de vloeistofdruk verandert de dichtheid van de duiker. De duiker kan gemaakt worden van een pipet of een gewone bic-ballpoint. De duiker reageert op de drukveranderingen: Hij duikt, drijft en komt weer naar boven.
Uitleg:
Als je in de fles knijpt, wordt het volume kleiner. Daardoor pers je de lucht in de pipet en boven in de fles samen. Hierdoor wordt het water uit de fles 'gedwongen' in de pipet te gaan. Door dit water krijgt de pipet meer massa en een hogere dichtheid. Daardoor zinkt de pipet.
De duikertjes van Descartes zijn voor het eerst beschreven in het Oudnederlands. De tekst is wat moeilijk te lezen. Daarom staat er een vrije vertaling naast de originele tekst.
| Men geeft dezen naam een merkwaardigen toestel, door den beroemden Franschen natuurkundige en wijsgeer Descartes (Cartesius) uitgevonden. Hij bestaat uit eene glazen pop van duivelachtige gedaante, weshalve men ze ook wel met den naam van Cartesiaansch duiveltje bestempeld heeft. Dat popje is hol, met lucht gevuld en heeft slechts ééne opening in den lange, gekronkelden staart. Legt men het in water van gewonen warmtegraad, dan blijft het daarop drijven, doch als men het verwarmt, verliest het een gedeelte der lucht, waarna er water indringt en het popje begint te zinken, zoodat bij eene behoorlijke plaatsing van het zwaartepunt de duiker eene regtstandige houding aanneemt. Bij verhoogde verwarming komt slechts de punt van het hoofd boven het water uit. - Daarna plaatst men het popje in een rond en hoog glas, dat men met eene blaas luchtdigt sluit. Als men nu op de blaas drukt, gaat de duiker loodregt naar beneden, ja, bij vermeerderde drukking tot den bodem toe, terwijl hij rijst, zoodra men de blaas loslaat. Dit verschijnsel kan men verklaren door de wet, dat een lichaam in eene vloeistof blijft zweven, wanneer het juist zooveel weegt als de daardoor verdrongene vloeistof, terwijl het zinkt, zoodra zijn gewigt grooter en rijst zoodra het kleiner is. Door de drukking op de blaas wordt de lucht boven in het cylindervormig glas en vervolgens ook in den duiker zamengeperst, het water dringt er binnen en het zwaarder geworden popje zinkt totdat het eene waterlaag bereikt heeft, wier gewigt gelijk is aan het zijne, terwijl bij het ophouden der drukking het omgekeerde plaats grijpt. Als men de drukking een oogenblik opheft, draait de duiker zich naar de regter- of linkerzijde, naar gelang zich de vermelde opening in den staart aan de regter- of linkerzijde bevindt; dit geschiedt ten gevolge der uitstrooming van het water. Zulke duikers waren althans in vroegeren tijd op de kermissen te koop. | De 'Duikertjes van Descartes' is
de wat vreemde naam die men heeft bedacht voor een toestel dat door de
Franse wijsgeer (denker) Descartes is uitgevonden. Het apparaat bestaat uit een glazen poppetje, dat een beetje op een duivel lijkt. Daarom wordt het apparaat ook wel 'Cartesiaans Duiveltje' genoemd. Het poppetje is hol en met lucht gevuld. Het poppetje heeft een zeer kleine opening in de lange gekronkelde staart van de duivel.
(op het plaatje is de staart niet te zien) Als je het poppetje in gewoon koel water legt, blijft het drijven. Als je het water gaat verwarmen, verliest het poppetje een beetje lucht zodat er water voor in de plaats komt. Doordat er meer water en minder lucht in het duiveltje zit, gaat het zinken. Na verloop van tijd zal het duiveltje rechtop in het water staan. Ga je het water nog meer verwarmen, dan zal het hoofdje boven water uitsteken. Als dit gebeurd is, pak je het duiveltje uit het water en plaatst hem in een rond hoog glas (bijvoorbeeld een petfles) die je luchtdicht kunt afsluiten met een blaas (van een varken bijvoorbeeld). Als je nu op de blaas drukt, gaat de duiker loodrecht naar beneden, Hoe meer druk je op de blaas brengt hoe verder de duiker zakt,tot op de bodem zelfs Hij gaat weer omhoog als je de druk op de blaas vermindert. Het voorwerp zinkt als het gewicht van het voorwerp groter wordt (het volume wordt niet groter dus eigenlijk wordt de dichtheid groter). Doordat er op de blaas wordt gedrukt, wordt het water een beetje samengedrukt. De lucht in het duikertje wordt ook samengeperst. De lucht wordt eigenlijk kleiner en de vrijgekomen ruimte wordt ingenomen door water. Door dit water wordt het poppetje zwaarder. Het poppetje zinkt tot een waterdiepte waar het gewicht gelijk is aan het poppetje. Als de druk wordt verminderd, gebeurt het omgekeerde. Als je plotseling ophoudt met drukken, draait de duiker zich op z'n linker- of rechterzijde (afhankelijk van de opening in z'n staart). De draaing wordt gemaakt dordat het water weer uit de duiker stroomt (er komt weer lucht in). De duiker zoals hierboven beschreven werd vroeger op kermissen verkocht.
|
Archimedes 287 BC - 212 BC
Archimedes heeft een natuurkundige verklaring voor de duikertjes: 'een lichaam' (een voorwerp) in een vloeistof blijft zweven als het precies evenveel weegt als de vloeistof die door het voorwerp verplaatst wordt. Als er minder lucht in het duikertje zit, wordt hij zwaarder (wet van Archimedes).
Activiteiten
1) Wat gebeurd er met het volume van de lucht in de pipet tijdens het drukken?
2) Kun je lucht of ander gas samendrukken?
3) Kun je water samendrukken?
4) Wat gebeurd er met de massa van de lucht in de pipet?
5) Wat betekent dichtheid?
6) Hoe komt het dat de dichtheid van de lucht verandert?
7) Waarom valt de pipet naar beneden als er in de fles wordt geknepen?
8) Zijn er overeenkomsten met de zwemblazen van vissen?
9) Wordt er in onderzeeërs ook gebruik gemaakt van het principe van Descartes? Leg uit.
Kopieer de vragen naar een emailbericht en verstuur de antwoorden
contact: info@techna.nl
| hans oostendorp stoommachine GL KB BB leerweg elektriciteit stroom spanning snelheid proeven natuurkunde techniek docent vmbo mavo vbo leerlingen kelvin celsius fahrenheit dichtheid massa mars volume brug motor constructie mir ruimte tandwielen regenboog licht laser straling atoom practicum maan zon planeten aarde saturnus zon elektromagnetisme elektromotor pascal magneet dynamo boiler ampere volt newton kracht hefboom moment onderwijs wps vernieuwde basisvorming lts vmbo les basisschool watt volt ohm spanning orkaan weer wolken rontgen licht kleur energie techna natuurkunde techniek scheikunde kinderen kids kidz werkstuk eenvoudig nieuwe manier van lesgeven presentatie powerpoint proef hersenknerser hotpot vraag vragen opdracht opdrachten schakelingen batterij schakelaar elektriciteitscentrale serie parallel componenten weerstand leerling meester klas les aantekeningen examen eenvoudig nask leraar lerares docente kerndoel competenties pdf 4e klas 3e 2e 1e belgie start profieldelen vernieud keuzedelen competentie |
