De Schroef van Archimedes: Water Omhoog Pompen

Wat heb je nodig?

• PVC-buis of houten stok (diameter ca. 3-4 cm, lengte 40 cm)
• Transparante flexibele PVC-slang (ca. 1.5 meter, binnendiameter 6-8 mm)
• Watervaste ducttape of kabelbinders
• 2 plastic bakken en water met kleurstof
• Maatbeker
• Schaar
• Lijmpistool
• Stopwatch
• Geodriehoek voor hoekmeting

Wat leer je?

• Begrijpen hoe een spiraalvormige helling (de schroef als eenvoudig werktuig) vloeistoffen omhoog transporteert
• Ervaren hoe compartimentering en luchtsluitingen terugstroming voorkomen
• Hydrologische principes en historische waterbouwkunde onderzoeken

Stappenplan

Meer dan 2000 jaar geleden bedacht de Griekse geleerde Archimedes een eenvoudige maar slimme machine om water omhoog te pompen: een schroefvormige buis die ronddraait in een cilinder. Oorspronkelijk gebruikte hij hem om water uit het ruim van een groot schip te pompen zodat het niet zou zinken; later werd hij ook gebruikt om water naar hoger gelegen irrigatiesloten te verplaatsen. Het ontwerp is zo effectief dat het nog steeds wordt gebruikt, bijvoorbeeld bij rioolwaterzuivering (omdat de schroef niet snel verstopt raakt) en zelfs om vloeistoffen zoals chocolade te verplaatsen! In deze Science Buddies-opdracht bouw je zelf een werkend model.

1. 1

   De schroef bouwen

2. 2

   Opstellen

3. 3

   Testen

4. 4

   Experimenteren

   Wat gebeurt er eigenlijk? Doordat de slang in een spiraal om de buis is gewikkeld, ontstaan er individuele 'zakjes' waarin water gevangen kan worden, omdat de slang aan beide kanten omhoog krult. Bij het draaien schuiven afwisselend zakjes lucht en water steeds een stukje verder omhoog. Kantel je de schroef te steil, dan wijst op een gegeven moment één kant van elk zakje weer omlaag, en stroomt het water terug.

Voorbeelden