6. Dichtheid en toepassingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

6. Dichtheid en toepassingen

Ga rustig zitten op je plek.

Je jas en telefoon zijn aan de kapstok en in de kluis.

Pak je boek, schrift en iPad op tafel.

Dit gaan we leren:

Je kunt ten minste drie eigenschappen noemen die belangrijk zijn voor een constructiemateriaal.

Je kunt beschrijven waarom dichtheid belangrijk kan zijn bij constructie.

Je kunt berekeningen uitvoeren met massa, volume en dichtheid.

Vorige les:

Chemische reacties. O.a. corrosie.

Bij constructie (maken van voertuigen, gebouwen enz.) wil je graag materialen gebruiken die goed tegen corrosie bestand zijn. Dat is een materiaaleigenschap.

Hout wordt veel gebruikt voor meubels. Welke eigenschap van hout maakt dat het geschikt is voor meubels?

Hout is sterk (je kan er veel krachten op uitoefenen).

Hout is makkelijk te bewerken met zagen, beitels enz. We noemen dat verspaanbaar.

Hout kan op veel manieren stevig aan elkaar verbonden worden.

Glas wordt veel gebruikt voor verpakkingen. Welke eigenschap maakt het daar geschikt voor?

Glas kan vaste, vloeibare én gasvormige stoffen tegenhouden.

Glas is goed te recyclen.

Nadeel: het is breekbaar dus moet je vrij dik glas gebruiken. Daardoor wordt de verpakking zwaarder.

Vliegtuigen bestaan o.a. uit aluminium. Welke eigenschap van aluminium maakt het geschikt voor vliegtuigen?

Aluminium is sterk.

Wanneer aluminium corrodeert, komt er een beschermend laagje om het metaal (beschermd tegen aantasting).

Aluminium heeft een lage dichtheid.

Per kubieke meter weegt het relatief weinig.

Zeggen dat aluminium 'licht' is zegt niet veel - je kan 1 kg of 1000 kg aluminium hebben.

Als je twee even grote blokken hebt (gelijk volume), dan is die van staal zwaarder dan aluminium. In dezelfde ruimte zit meer massa bij staal en minder massa bij aluminium.

Dichtheid is een stofeigenschap - kenmerkend voor een stof en verandert niet. Het is belangrijk als iets zo licht mogelijk moet zijn (zoals een vliegtuig).

Je berekent het zo: 

dichtheid = massa / volume

ρ = m / V

Rekenen met dichtheid

Bij deze formule zijn de eenheden extra belangrijk. De eenheid van dichtheid kan namelijk wisselen (kg per m³, g per cm³, g per mL enzovoorts).

Stel: je hebt een massa in gram en een volume in cm³, dan krijg je:

ρ = m / V = 10 gram / 5 cm³ = 2 gram per cm³ (2 g/cm³)

2 gram per cm³ betekent: voor elke cm³ die je hebt, heb je 2 gram aan massa.

Oefenen

De massa van de kogel is 19 gram.

Het volume wordt bepaald met de onderdompelmethode.

Bereken de dichtheid van de kogel.

Gegevens:

m = 19 gram

V = 81 - 74 = 7 cm³

ρ = ?

Formule: ρ = m / V

Invullen: ρ = 19 gram / 7 cm³

Rekenen: 19 / 7 = 2,7

Eenheid: ρ = 2,7 g/cm³

Oefenen

1. Een stalen plaat heeft een massa van 47 000 kg en een volume van 6 m³. Bereken de dichtheid van het staal.

2. Een gouden ring weegt 50 gram. De dichtheid van goud is 19,3 g/cm³. Bereken het volume van de ring.

3. Bij vraag 2 wordt de dichtheid van goud genoemd. Als je goud in water doet, blijft het dan drijven, zweven, of zinkt het? Gebruik Binas voor de dichtheid van water.

Oefenen

1. Een stalen plaat heeft een massa van 47 000 kg en een volume van 6 m³. 47 000 kg / 6 m³ = 7 833 kg/m³

2. Een gouden ring weegt 150 gram. De dichtheid van goud is 19,3 g/cm³. 

V = m / ρ = 150 gram / 19,3 g/cm³ = 7,8 cm³

3. Blijft goud drijven in water?

De dichtheid van goud is veel groter dan die van water (1 g/cm³), dus het goud zinkt.

Aan de slag!

Noteer in je schrift of document de uitwerking van de leerdoelen:

1. Je kunt ten minste drie eigenschappen noemen die belangrijk zijn voor een constructiemateriaal.

2. Je kunt beschrijven waarom dichtheid belangrijk kan zijn bij constructie.

Klaar? Maak de huiswerkopgaven: paragraaf 7.4, opdrachten 4 t/m 9.