Springen naar inhoud

Zwaartekracht


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Ensiferum

    Ensiferum


  • >250 berichten
  • 662 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 oktober 2007 - 23:55

Ik heb het eens aan een prof fysica gevraagd en die bleef me het antwoord schuldig.

Als object 1 (met massa) door de zwaartekracht naar een object 2 (met veel meer massa) getrokken wordt, vanwaar komt dan de energie die deze verplaatsing van object 1 mogelijk maakt?

Veranderd door Ensiferum, 13 oktober 2007 - 23:55


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 oktober 2007 - 00:27

Stel je bevindt je op een hoge flat, en je springt naar beneden. Je kunt je afvragen waar de energie vandaan komt die de zwaartekracht "nodig heeft" om jou naar de aarde te trekken. Nu, de hoeveelheid energie (hoeveelheid arbeid die de zwaartekracht op jou verricht) is precies gelijk aan de hoeveelheid energie die jij nodig had om de flat op te klimmen.

Het antwoord schuilt dus in het feit, dat in een dergelijke interactie voortdurend kinetische en potentiŽle energie worden uitgewisseld.

Jouw object 1 bezit potentiŽle energie t.o.v. object 2, en die wordt omgezet in kinetische energie zodat object 1 een steeds grotere snelheid krijgt en dus richting object 2 versnelt. De "stabiele" situatie is ťťn waarbij de objecten tegen elkaar "geplakt" zijn. Om ze nu in jouw "instabiele" situatie te brengen, verricht je een hoeveelheid arbeid W (je beweegt object 1 van object 2 af, tegen de zwaartekracht in). Vervolgens verricht object 2 een hoeveelheid arbeid W op object 1 totdat ze weer tegen elkaar aan "geplakt" zijn: netto verrichte arbeid is 0.

Na even zoeken zag ik dat bijna dezelfde vraag ook hier werd gesteld.

Veranderd door Phys, 14 oktober 2007 - 00:33
toevoeging link

Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#3

Ensiferum

    Ensiferum


  • >250 berichten
  • 662 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 oktober 2007 - 00:48

Ok, dus als ik het goed begrijp:

Object 1 'krijgt' een potentiŽle energie door zich van object 2 te verwijderen (of ervan verwijderd te worden). Die potentiŽle energie is de energie die verbruikt wordt om het object 1 van object 2 te verwijderen. Deze potentiŽle energie wordt omgezet in kinetische energie als de afstand tussen 1 en 2 terug kleiner wordt (dus ook als je gewoon de trap afloopt).

Waar komt dan die kinetische energie vandaan bij objecten die nooit object 2 hebben geraakt (een komeet die plots dicht genoeg bij de aarde komt om aangetrokken te worden bijvoorbeeld)?

#4

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 oktober 2007 - 01:22

Ik zie nu pas dat je dit onderwerp in Relativiteitstheorie hebt geplaatst. Mijn antwoord hierboven was een antwoord met behulp van klassieke mechanica. In Algemene Relativiteitstheorie wordt het concept van een gravitationele kracht vervangen door kromming van de ruimte-tijd; meer materie <=> grotere kromming. Maar voor jouw vragen is geen AR nodig; Newtoniaanse mechanica voldoet uitstekend.

Waar komt dan die kinetische energie vandaan bij objecten die nooit object 2 hebben geraakt (een komeet die plots dicht genoeg bij de aarde komt om aangetrokken te worden bijvoorbeeld)?

Hierboven hadden we het over de ontzettend simpele situatie waarin twee objecten, zonder invloed van enig ander extern zwaartekrachtsveld, elkaar aantrekken.

Als we het hebben over een komeet in de buurt van de aarde, gaat het over veel complexere situaties.
We hebben dan vele planeten en sterren die in elliptische banen om elkaar heen orbiteren, iedere planeet en ster oefent een (verschillende) kracht uit op iedere andere planeet en ster. Als een komeet plots uit zijn baan om de zon (= een ster) raakt, komt dat door de aantrekking van een andere ster/planeet. Zo ontstaat er een perturbatie van zijn baan, en daardoor kan deze een heel andere baan krijgen; bijvoorbeeld richting aarde.
Hierbij zijn oneindig veel situaties te verzinnen, maar telkens zal het neerkomen op hetzelfde:
Je vertrekt vanuit een stabiele beginsituatie, waarbij de komeet een bepaalde hoeveelheid potentiŽle en een bepaalde hoeveelheid kinetische energie heeft. Dan wordt het evenwicht verstoord door een of andere arbeid verrichtende kracht en zal de hoeveelheid potentiŽle annex kinetische energie van de komeet veranderen, en dus zijn baan en snelheid.
Zeker is dat wanneer we een gesloten systeem beschouwen (waaruit geen energie kan 'weglekken'), de totale mechanische energie ALTIJD behouden, constant blijft. De onderlinge uitwisseling van kinetische en potentiŽle energie tussen massa's in dat systeem kan nog zů ingewikkeld zijn, de wet van behoud van energie wordt nooit geschonden.

Moraal van het verhaal: in een stabiele situatie liggen op tijdstip t de energie-verhoudingen vast. Je moet dan een arbeid verrichtende kracht introduceren, die de verhoudingen doet verschuiven: energie wordt geconverteerd maar blijft behouden. Alles is dan causaal terug te voeren op die geintroduceerde kracht. In ons eerste voorbeeld was dat jij, die de twee objecten uitelkaar haalt.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#5

Math-E-Mad-X

    Math-E-Mad-X


  • >1k berichten
  • 2383 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 oktober 2007 - 11:30

Waar komt dan die kinetische energie vandaan bij objecten die nooit object 2 hebben geraakt (een komeet die plots dicht genoeg bij de aarde komt om aangetrokken te worden bijvoorbeeld)?

Die is er tijdens de oerknal ingestopt.
while(true){ Thread.sleep(60*1000/180); bang_bassdrum(); }





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures