Deze uitwerking hoort bij opgave 15 uit het hoofdstuk "Biofysica VWO".
De opgaven zijn te vinden in FotonBiofysicaVWO.pdf
Videolessen
Theorie bij dit hoofdstuk strekt zich uit over alle onderwerpen. Er zijn geen videolessen die specifiek over dit onderwerp gaan.
Opgave a
Het volume dat de vis onder water in neemt is 17,40 dm3. Dit is gelijk aan 1,740·10-2 m3. Voor de massa die een hoeveelheid zeewater van dit volume heeft gebruiken we de dichtheid van zeewater. Er geldt ρ = m/V. In BINAS tabel 11 vinden we ρzeewater = 1,024·103 kg·m-3. Voor de massa vinden we dan
m = ρ·V = 1,024·103 · 1,74·10-5 = 17,8176 kg
Afgerond is dit 17,82 kg.
Opgave b
Volgens de wet van Archimedes is de opwaartse kracht gelijk aan "het gewicht van de verplaatste vloeistof". De massa van de verplaatste vloeistof is 17,8176 kg (zie vorige vraag). Met "het gewicht" wordt de zwaartekracht bedoelt die op deze massa werkt. Deze is gelijk aan 9,81 · 17,8176 = 174,790656 N. Afgerond is dit 174,8 N
Opgave c
De vis zweeft op een constante diepte. Dit betekent dat de som van de krachten nul is en dus dat de zwaartekracht die op de vis werkt gelijk is aan de opwaartse kracht. Dit betekent dat de zwaartekracht op de vis ook 174,790656 N moet zijn en dat de massa van de vis dus ook gelijk is aan 17,8176 kg. Uit het volume van de vis (zie vraag a) kunnen we de dichtheid bereken
Dit is dezelfde dichtheid als de dichtheid van zeewater.
Opgave d
21% van 350 ml is gelijk aan 73,5 ml. Het volume van de vis neemt dus af met 73,5 ml. Dit is gelijk aan 7,35·10-5 m3. Het nieuwe volume van de vis wordt dus 1,740·10-2 - 7,35·10-5 = 1,73263·10-2 m3. Voor de opwaartse kracht berekenen we opnieuw het gewicht van de verplaatste zeewater. Voor de massa van het verplaatste zeewater vinden we dan
m = ρ·V = 1,024·103 · 1,73263·10-2 = 17,742131 kg. De opwaartse kracht is gelijk aan het gewicht hiervan: 9,81·17,742131 = 174,050307 N.
De massa van de vis is door het samentrekken van de zwemblaas niet veranderd. Dit betekent dat de zwaartekracht op de vis nog steeds hetzelfde is als in vraag b. De opwaartse kracht is nu dus kleiner dan de zwaartekracht en de resulterende kracht is dus niet meer nul. Er werkt een resulterende kracht van 174,790656 - 174,050307 = 0,740349 N. Afgerond 0,74 N. De kracht werkt naar beneden en de vis zal dus langzaam zinken.
Opgave e
Als de vis eenmaal op de diepte is aangekomen waar hij wil blijven zal hij ervoor moeten zorgen dat de opwaartse kracht weer gelijk wordt aan de zwaartekracht. Dit kan hij doen door de zwemblaas weer het oorspronkelijk volume te geven. Omdat de vis zich op een grotere diepte bevindt zal de waterdruk ook hoger zijn en zal hij het gas in de zwemblaas een grotere druk moeten geven voor dit zelfde volume.
(De druk van het zeewater neemt toe met toenemende diepte maar de dichtheid blijft vrijwel hetzelfde. Dit komt omdat vloeistoffen niet samendrukbaar zijn)
Vraag over opgave "Zwemblaas"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Sorry
: (
Als je een vraag wil stellen moet je eerst inloggen.