Wanneer een voorwerp wordt ondergedompeld in een vloeistof (vloeistof of gas), ervaart het een opwaartse kracht die drijvende kracht wordt genoemd. Deze kracht is gelijk aan het gewicht van de vloeistof die door het object wordt verplaatst. Met andere woorden:de hoeveelheid water die door een object wordt verplaatst, bepaalt hoeveel drijvende kracht erop inwerkt.

De drijvende kracht werkt in de tegenovergestelde richting van de zwaartekracht en vermindert het schijnbare gewicht van het object. Dit is de reden waarom voorwerpen die in water zijn ondergedompeld, lichter aanvoelen dan in de lucht.

De grootte van de opwaartse kracht wordt gegeven door:

$$B =\rho_{vloeistof}Vg$$

waar:

- B is de drijvende kracht

- ρ_{vloeistof} is de dichtheid van de vloeistof

- V is het volume van de vloeistof die door het object wordt verplaatst

- g is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht

Dikte

Dichtheid is een maatstaf voor de hoeveelheid materie die in een bepaald volume zit. Hoe meer materie een object heeft, hoe dichter het is. Lood heeft bijvoorbeeld een grotere dichtheid dan water, terwijl lucht een lagere dichtheid heeft dan water.

Wanneer een object in een vloeistof wordt ondergedompeld, werkt de drijvende kracht in de tegenovergestelde richting van het gewicht van de vloeistof die door het object wordt verplaatst. Als het object een grotere dichtheid heeft dan de vloeistof, is het gewicht van de verplaatste vloeistof kleiner dan het gewicht van het object en zinkt het object. Als het object een lagere dichtheid heeft dan de vloeistof, is het gewicht van de verplaatste vloeistof groter dan het gewicht van het object en blijft het object drijven.

In het geval van een object dat in water is ondergedompeld, is de drijvende kracht groter dan het gewicht van het object, omdat de dichtheid van water groter is dan de dichtheid van de meeste objecten. Dit is de reden waarom voorwerpen lichter aanvoelen als ze in water worden ondergedompeld.

Toepassingen van drijvende kracht

Het principe van drijvende kracht heeft talloze toepassingen in het dagelijks leven en in de technologie. Enkele voorbeelden zijn:

- Schepen en onderzeeërs:de drijvende kracht die op schepen en onderzeeërs inwerkt, houdt ze drijvend op het water. Schepen zijn ontworpen met een groot volume en een lage dichtheid, zodat de drijvende kracht groter is dan het gewicht van het schip.

- Heteluchtballonnen:Heteluchtballonnen stijgen in de lucht omdat de hete lucht in de ballon minder dicht is dan de koude lucht buiten de ballon. De drijvende kracht die op de ballon inwerkt, is groter dan het gewicht van de ballon, waardoor deze omhoog gaat.

- Hydrometers:Hydrometers zijn instrumenten die worden gebruikt om de dichtheid van vloeistoffen te meten. Ze werken door de diepte te meten waarop ze in een vloeistof zinken. Hoe dichter de vloeistof is, hoe minder de hydrometer zal zinken.

- Onderwaterduiken:De drijvende kracht speelt een belangrijke rol bij onderwaterduiken. Duikers dragen gewichten om de opwaartse kracht tegen te gaan en zichzelf onder water te houden. De benodigde hoeveelheid gewicht hangt af van de lichaamsdichtheid van de duiker en de dichtheid van het water.