Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Alopex

Dit is niet echt een vraag voor school maar eentje voor de tweede ronde van de VFO (Vlaamse Fysica Olympiade) van 2011.

(Deze vragen blijven © Vlaamse Fysica Olympiade en worden nergens gepubliceerd)

De tweede vraag luidde als volgt:

Een imker krijgt een nieuwe bijenkorf, die zo gekoeld is dat alle bijen op een hoopje liggen op de bodem van de korf. Hij weegt de korf met bijen en leest 15 N af. Een tijdje later beginnen de bijen rond te vliegen. Als ze alle rondvliegen zonder de bodem van de korf te raken, weegt de imker de bijenkorf opnieuw. Hij vindt nu een aflezing die :

A. groter is dan vroeger

B. kleiner is dan vroeger

C. hetzelfde gebleven is

D. afhankelijk is van de snelheid van de bijen

Mijn redenatie : antwoord C want de bijen drukken met hun vleugels op de lucht zodat de aflezing hetzelfde zou blijven.

Nu was er iemand van de wedstrijdleiding aanwezig en die zei dat het antwoord B was omdat je dan verder van de grond bent en er dus minder zwaartekracht inwerkt op de bijen.

Wat vinden jullie hiervan/jullie redeneerwijze?

thermo1945

Formeel heeft hij gelijk, want met toenemende hoogte neemt de zwaartekracht af.

In dit geval vind ik zijn argument onzin, want de bedoelde toename wordt in dit soort gevallen altijd volledig verwaarloosd.

In physics I trust

Met dat argument vrees is dat hij er niet zal geraken, want er staat:

weegt de imker de bijenkorf opnieuw. Hij vindt nu een aflezing die :

,

Wat inhoudt dat de naukeurigheid van zijn meting gaat tot op 1 N. Het verschil in zwaartekracht met zo'n kleine hoogteverschillen, is naar mijn mening niet meetbaar met de gegeven nauwkeurigheid.

Formeel heeft hij gelijk, want met toenemende hoogte neemt de zwaartekracht af.

Ze doelen dus op

\(F_z=m*g\)

, maar er geldt:

\(g=f(h)\)

(nl. afnemen met toenemende hoogte) en dus:

\(F_z=f(h)\)

(wiki)

En nog meer:

http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:Valve...n_Nederland.svg

Het verschil speelt pas na het tweede cijfer na de komma, en ik denk dat de hoogteverschillen in Nederland groterzijn dan de hoogte van een bijenkorf...

Of heeft iemand een ander argument waarom hij wel gelijk zou hebben?

Jan van de Velde

stellen we de korf 50 cm hoog, de bijen gelijkelijk verdeeld door de korf en gemiddeld dus 25 cm van de bodem, en de afstnd middelpunt aarde tot bodem korf op 6375 km.

<table cellpadding="0" cellspacing ="0" border="1" class="bbc">[tr][td] [/td][td]aardoppervlak[/td][td]op hoogte h[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td]h[/td][td]0,00000000000000000000[/td][td]0,25000000000000000000[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td]G[/td][td]0,00000000006672600000[/td][td]0,00000000006672600000[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td]m[/td][td]5976000000000000000000000,00000000000000000000[/td][td]5976000000000000000000000,00000000000000000000[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td]r^2[/td][td]40640625000000,00000000000000000000[/td][td]40640628187500,10000000000000000000[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td]g[/td][td]9,81172351557094000000[/td][td]9,81172274602404000000[/td][/tr][tr][td] [/td][td] [/td][td] [/td][/tr][tr][td] [/td][td]verschil met aardoppervlak: [/td][td]-0,00000076954689731679[/td][/tr]</table>

het verschil in gemiddelde valversnelling zit dus 7 cijfers achter de komma en daarmee ver buiten alle significanties.

Met een gelijkaardige ****** kunnen we stellen dat de korf is opgewarmd en dus volgens E=mc² een hogere massa heeft.

kotje

Antwoord is B.

In eerste geval weegt hij korf +bijen.

In tweede geval weegt hij alleen de korf.

Jan van de Velde

en waardoor worden dan die bijen omhoog gehouden?

kotje

en waardoor worden dan die bijen omhoog gehouden?

Ze vliegen in de korf

ZVdP

..en oefenen dus een neerwaartse kracht uit op de lucht, die op zijn beurt op de korf, die op zijn beurt op de weegschaal.

Dit is mooi gedemonstreerd geweest in het programma Hoe?Zo!, waarbij ze een glazen kooi op een weegschaal plaatsten, met in de glazen kooi een op afstand bedienbare helicopter. De weegschaal gaf hetzelfde gewicht aan, ongeacht het toestel op de grond stond of in de lucht hing.

Een ander effect, dat het gewicht kan doen verlagen, zou kunnen optreden wanneer de korf niet helemaal dicht is. Een deel van die neerwaartse kracht van de bijen kan dan 'weglekken' uit de korf.

Maar ik moet het eens zijn met anderen dat ik met deze gegevens ook antwoord C kies.

kotje

ZVdP schreef:..en oefenen dus een neerwaartse kracht uit op de lucht, die op zijn beurt op de korf, die op zijn beurt op de weegschaal.

Dit is mooi gedemonstreerd geweest in het programma Hoe?Zo!, waarbij ze een glazen kooi op een weegschaal plaatsten, met in de glazen kooi een op afstand bedienbare helicopter. De weegschaal gaf hetzelfde gewicht aan, ongeacht het toestel op de grond stond of in de lucht hing.

Een ander effect, dat het gewicht kan doen verlagen, zou kunnen optreden wanneer de korf niet helemaal dicht is. Een deel van die neerwaartse kracht van de bijen kan dan 'weglekken' uit de korf.

Maar ik moet het eens zijn met anderen dat ik met deze gegevens ook antwoord C kies.

Een helicopter zuigt lucht aan Als hij stijgt meer dan zijn gewicht als hij daalt minder dan zijn gewicht als hij zweeft gelijk aan zijn gewicht. Een groep bijen verplaatst lucht in alle richtingen zodanig dat de verplaatste lucht hier van geen belang is. De proef met de helicopter is niet te vergelijken met een groep vliegende bijen. Ik blijf bij B.

aadkr

Volgens mij klopt de verklaring van Kotje. Daar valt geen spelt (bij) tussen te krijgen

317070

Volgens mij klopt de verklaring van Kotje. Daar valt geen spelt (bij) tussen te krijgen

Nope, het is wel degelijk C.

Kijk naar de blackboxbenadering. De korf zit in een zwarte doos, er komt geen informatie in of uit.

Als je die doos opwarmt, dan blijft de massa hetzelfde (we gaan niet mierenneuken). Het totale gewicht van het systeem blijft dus hetzelfde. Of die bijen vliegen, doodliggen, honing maken of pingpong spelen is daarvoor compleet irrelevant. Ik hoef niet te weten wat er in die blackbox gebeurt, de massa blijft toch constant.

Antwoord C.

Puntje

Ook gedemonstreert bij Mythbusters, waarbij experimenteel bewezen is dat de massa constant is gebleven. Zie hier de eerste 5 hits: http://www.youtube.com/results?search_quer...usters+pidgeons Ik heb het zelf nog niet gezien overigens.

Wat ik denk:

Om te zweven op een bepaalde positie in de lucht moet daar de opwaartse kracht (liftkracht) gelijk zijn aan de zwaartekracht. De liftkracht produceert een 'druk' naar beneden die dan gelijk is aan het gewicht van het object (hier dus de bij). Om naar een hogere positie te vliegen moet de liftkracht tijdelijk groter zijn dan de zwaartekracht en omgekeerd ook bij het naar beneden vliegen; dit veroorzaakt de fluctuaties in de gewichtsmetingen.

Jan van de Velde

Een groep bijen verplaatst lucht in alle richtingen zodanig dat de verplaatste lucht hier van geen belang is.

Indien een bij evenveel lucht zou verplaatsen in bovenwaartse als in onderwaartse richting zou hij op de bodem vallen.

kotje

Indien een bij evenveel lucht zou verplaatsen in bovenwaartse als in onderwaartse richting zou hij op de bodem vallen.

Het gaat hier niet over een bij maar een groep bijen.

Jan van de Velde

En wat doet dat er in vredesnaam toe?

Indien een groep bijen evenveel lucht zou verplaatsen in bovenwaartse als in onderwaartse richting zou hij de groep op de bodem vallen.

zo beter dan?

verplaatst naar het natuurkundeforum

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2

Re: Vlaamse fysica olympiade vraag 2