waterverdringing

Waterverdringing is het proces waarbij een voorwerp in water een hoeveelheid water verplaatst, waardoor het waterniveau stijgt en de verplaatste watermassa gelijk is aan het ondergedompelde deel van het voorwerp. Het fenomeen komt voort uit Archimedes’ principe: de opheffingskracht op een in vloeistof dompeld voorwerp is gelijk aan het gewicht van de verplaatste vloeistof. De opheffingskracht F_b wordt benaderend berekend als F_b = ρ_w · g · V_sub, waarbij ρ_w de dichtheid van het water is, g de zwaartekrachtsversnelling en V_sub het ondergedompelde volume.

Toegepaste inzichten: als een voorwerp zweeft, weegt het gewicht van het voorwerp gelijk te zijn aan het gewicht van de verplaatste vloeistof. In zoetwater is ρ_w ongeveer 1000 kg/m³, in zeewater ongeveer 1025 kg/m³. Een praktisch gevolg is dat een schip of schipachtig object bij aanleg een hoeveelheid water verplaatst gelijk aan zijn onderdompelde volume; ballasttanks worden gebruikt om de totale verplaatsing en daarmee de zweefdiepte te regelen.

Toepassingen en methoden: waterverdringing wordt gebruikt om volumes van onregelmatige voorwerpen te meten, door onderdompeling in een meetglas en het meten van de toename in waterniveau (verdringingsmethode). In nautische context bepalen de verplaatste watermassa en de vorm van de romp de stromingsweerstand, stabiliteit en drijfvermogen. Daarnaast is het begrip essentieel bij duiken, onderwatersonderzoek en bij het ontwerp van boten, drijvende bakken en kraaninstallaties.

Zie ook: drijfvermogen, Archimedes’ principe, dichtheid, ballast.