Impuls is eigenlijk kinetische energie

Victor

Afgesplitst van hier. Even voor de goede orde: op het moment dat je in welk ander subforum dan theorieontwikkeling dan ook antwoord geeft, dien je dat te toen bolgens de huidige inzichten van de wetenschap. Als je het niet met die inzichten eens bent heb je in die andere fora pech. Het theorieontwikkelingforum is dan voor jou de enige plek waar je terecht kan. EvilBro.

Om even verder te gaan op Jan zijn antwoord:

Misschien klinkt het onderstaande af en toe nogal schools en elementair, nuja, niet alles hoeft 11 dimensies te hebben!

Energie en kracht hebben een stevige relatie met elkaar. Als een auto botst tegen een muur, oefent de auto een kracht uit op die muur en terzelfder tijd vloeit er energie van de auto naar de muur (dit voorbeeld als illustratie-niet in detail te bekijken). Er zijn duizenden voorbeelden te vinden waarbij kracht en energie samen voorkomen. Waar rook is, is er vuur.

Kracht en energie zijn zo nauw verwant dat er zelfs een verband tussen bestaat: arbeid (J) = kracht * afgelegde weg. In vele dagdagelijkse situaties is op te merken dat een voorwerp waarop een kracht uitgeoefend wordt, het voorwerp aan energie wint of verliest. Je oefent een kracht uit op een bal, en deze wint aan snelheid. De bal botst tegen de muur, en verliest aan energie. Je zou zonder veel tegenspraak kunnen stellen dat kracht een stroom is van energie. Hoe groter de kracht, hoe groter de energie-stroom, gaande van het voorwerp die de kracht uitoefent tot het voorwerp die de kracht ondervindt. Persoonlijk heb ik me deze stelling al eigen gemaakt.

Verder redenerend kun je stellen dat zwaartekracht dus ook een stroom is van energie, gaande van de aarde tot een vallend voorwerp. Niets nieuws onder de zon. Immers, iedere mogelijk bedenkbare kracht is altijd 1 van de 4 bestaande krachten (zwakke, sterke,elektromagn,grav.), dat maakt zwaartekracht even ordinair als andere dagdagelijkse krachten.

'Experiment': Een appel in de lucht gegooid, vergt een hoeveelheid energie x. Dezelfde hoeveelheid energie komt vrij bij het nederdalen. Mogelijke conclusies:

1) de appel slaat energie op, bewaart deze, waarna deze terug vrijkomt bij de val.

2) de appel slaat geen energie op, en krijgt energie tijdens zijn val.

Ik ga voor optie 2, want optie 1 lijkt me vergezocht en dit vereist een ingewikkeld mechanisme. Bij optie 1 zou men met een experiment moeten kunnen aantonen dat de appel daarboven daadwerkelijk meer energie bezit. Maar moet ik inderdaad de volgende vraag oplossen: "Vanwaar komt die energie?"

Met de aanname van hierboven dat kracht een energiestroom is, krijgt de appel een energiestroom te verwerken die vertrekt vanuit de krachtbron (de aarde). Klinkt vooruitstrevend, maar is eigenlijk doodnormaal. Even terugkeren naar de halter. Ook stilstaande objecten ondervinden zwaartekracht, zoals de halter. Wil dit zeggen dat de halter arbeid verricht? Nee. Maar er stroomt wel energie van de aarde naar de halter (dit zou duidelijk zichtbaar worden wanneer je de halter laat vallen). Om te voorkomen dat de halter valt, moet een evengrote maar tegengestelde kracht uitgeoefend worden: via de tafel of via spieren. Deze nieuwe kracht is ook een energiestroom. Conclusie:

De halter ondervindt 2 krachten. De halter ondervindt dus 2 energiestromen. Als de energiestroom geleverd wordt door spieren, zal een deel van je chemisch opgeslagen energie gebruikt worden om deze energie-stroom naar de halter te onderhouden. Wordt de spier vervangen door het tafelblad, dan levert de elektromagnetische krachtbron de energiestroom.

Onopgeloste vragen:

- Vanwaar komt de constante energie-stroom vandaan?

- Naarwaar verdwijnen 2 tegengestelde energie-stromen die elkaar opheffen?

Deze 2 vragen vervangen bestaande vragen over krachten.

klazon

Je zou zonder veel tegenspraak kunnen stellen dat kracht een stroom is van energie.

Met zo'n uitspraak maak je de zaak bepaald niet helderder.

Misschien kun je beter dit draadje eerst eens lezen.

Victor

Klazon, ik probeer over te stappen van 'schoolse fysica' met regeltjes en hulpmiddelen om dingen gemakkelijk voor te stellen, naar 'fundamentele fysica' waar men op zoek is naar wat er nu werkelijk gebeurt.

Ik heb er flink over nagedacht, zonder grote sprongen of zware veronderstellingen. Je eerste reactie is wellicht: "Hu? Kracht is een stroom aan energie?? Nja, daar gaan we weer..." Gelieve het een kans te geven. Een vraag voor jou:

'Experiment': Een appel in de lucht gegooid, vergt een hoeveelheid energie x. Dezelfde hoeveelheid energie komt vrij bij het nederdalen. Mogelijke conclusies:

1) de appel slaat energie op, bewaart deze, waarna deze terug vrijkomt bij de val.

2) de appel slaat geen energie op, en krijgt energie tijdens zijn val.

Welke conclusie kies jij?

Phys

Ik heb er flink over nagedacht, zonder grote sprongen of zware veronderstellingen. Je eerste reactie is wellicht: "Hu? Kracht is een stroom aan energie?? Nja, daar gaan we weer..." Gelieve het een kans te geven.

Nee, want het is simpelweg onzin. Je zegt nu toch nauwelijks iets anders dan Nassarius, wiens geloofwaardigheid je in twijfel trok?

ik probeer over te stappen van 'schoolse fysica' met regeltjes en hulpmiddelen om dingen gemakkelijk voor te stellen, naar 'fundamentele fysica' waar men op zoek is naar wat er nu werkelijk gebeurt.

Dan moet je júist stoppen met zinnen als

Energie en kracht hebben een stevige relatie met elkaar.

Er zijn duizenden voorbeelden te vinden waarbij kracht en energie samen voorkomen. Waar rook is, is er vuur.

Je zou zonder veel tegenspraak kunnen stellen dat kracht een stroom is van energie.

Dit zijn vage, nietszeggende uitspraken. De taal van de natuurkunde is wiskunde. "kracht", "energie", "stroom", etc. zijn begrippen die precieze wiskundige betekenis krijgen. Natuurlijk zit er een fysisch verhaal achter, maar dat is wel een kwantitatief en precies verhaal, waarbij het absoluut essentieel is om zorg te besteden aan de woorden die je gebruikt. Je kunt het niet hebben over "stroom" zonder uit te leggen wat je daar precies onder verstaat.

Ja, kracht en energie "zijn verwant aan elkaar". Een kracht op een voorwerp zorgt volgens

\(\mathbf{F}=m\mathbf{a}\)

een versnelling. En een versnelling is een verandering van snelheid, dus de kinetische energie

\(K=\frac{1}{2}mv^2\)

zal veranderen.

Arbeid is gedefinieerd als

\(W=\int \mathbf{F}\cdot \mbox{d}\mathbf{r}\)

. Het arbeid-energie-theorema zegt nu dat de arbeid die door de resulterende kracht op een systeem verricht wordt, gelijk is aan de verandering van de kinetische energie van het systeem:

\(W=\Delta K\)

Dit zijn duidelijke, precieze verbanden, met duidelijke, precieze grootheden.

Het is totaal onzinnig om krachten en energieën (of energie-stromen, wat dat ook moge zijn) aan elkaar gelijk te stellen.

Victor

Hm..oké, ik zal op m'n woorden letten. Formules zijn hier niet nodig, die zijn er, en alles is reeds berekenbaar. Om even terug helemaal to the point te gaan. Naar een dagdagelijks fenomeen. Zonder theorieën, zonder interpretatie, een pure waarneming. Hiermee staat en valt alles:

Een appel in de lucht gegooid, vergt een hoeveelheid energie x. Dezelfde hoeveelheid energie komt vrij bij het nederdalen. Mogelijke conclusies:

1) de appel slaat energie op, bewaart deze, waarna deze terug vrijkomt bij de val.

2) de appel slaat geen energie op, en krijgt energie tijdens zijn val.

Welke conclusie kies je?

Kies je conclusie 1, dan trek ik me uit deze discussie terug, we zullen het nooit eens worden met elkaar.. Je/m'n gelijk of ongelijk valt ook niet aan te tonen.

Kies je conclusie 2, dan reist de vraag: vanwaar komt deze energie?

M'n persoonlijk antwoord op deze vraag is: "van het voorwerp die de kracht veroorzaakt, in dit geval de aarde"

Phys

Een appel in de lucht gegooid, vergt een hoeveelheid energie x.

Ik zou "gegooid" veranderen in "om ... te gooien"

Dezelfde hoeveelheid energie komt vrij bij het nederdalen. Mogelijke conclusies:

1) de appel slaat energie op, bewaart deze, waarna deze terug vrijkomt bij de val.

2) de appel slaat geen energie op, en krijgt energie tijdens zijn val.

Welke conclusie kies je?

Door het gooien geef je de appel een beginsnelheid (zeg

\(v_0\)

), waardoor de bal een kinetische energie

\(K=\frac{1}{2}mv_0^2\)

heeft. Tijdens de vlucht omhoog werkt er een constante zwaartekracht op de bal, negatieve arbeid verrichtend. Hierdoor verliest de bal zijn kinetische energie (in een continu proces) aan potentiële energie. Op het punt waarop de bal snelheid nul heeft, is alle kinetische energie omgezet in potentiële energie. Nu zal de bal gaan dalen, want er werkt nog steeds die constante zwaartekracht op (gericht naar beneden). De zwaartekracht verricht nu positieve arbeid op de appel, waardoor de potentiële energie omgezet wordt in kinetische energie.

Er is geen sprake van 'energie opslaan': de energievorm wordt omgezet in de andere, en dat zie je altijd in de natuur.

Victor

Op het punt waarop de bal snelheid nul heeft, is alle kinetische energie omgezet in potentiële energie.

Volgens het wiskundig model! "Potentiële energie" is maar een hulpgrootheid.

Het bestaat fysisch niet! Massa en kinetische energie wel!

Als we willen achterhalen hoe de situatie fundamenteel verloopt, moeten we het begrip "potentiële energie" even in de doofpot steken. De enige toegelaten spelers in dit verhaal zijn fysisch tastbaar.

EvilBro

De enige toegelaten spelers in dit verhaal zijn fysisch tastbaar.

Fysisch tastbaar zoals kinetische energie? Kun je een voorbeeld geven van tastbare kinetische energie?

Phys

Kun je een voorbeeld geven van tastbare kinetische energie?

Ter aanvulling:

Kun je een voorbeeld geven van een fysisch tastbare kracht (verwar dit niet met gevolgen van een kracht)?

Kun je een voorbeeld geven van fysisch tastbare 'arbeid' (verwar dit niet met de gevolgen van arbeid)?

Ik ben zeer benieuwd.

Victor

Oh heb ik mezelf nu weer in nesten gewerkt door de foute woordkeuze!

"Fysisch tastbaar", kun je vastnemen, reageert op de kracht van je vingers, door te bewegen. Ik geef toe, weeral de foute woordkeuze gemaakt! Oké....nu zal'k ieder woord in acht nemen, inclusief schrijffouten!

Kinetische energie komt voor onder alle bedenkbare vormen, zoals geordende beweging, warmte, licht, massa. Als je een kop koffie van de ene tas in de andere giet, kun je zeggen: "eerst zat er energie in de ene kop, en nu zit deze energie in de andere kop."

Potentiële energie dient als wiskundige hulp, en ook om de natuur elegant te beschrijven: pot.E+kin.E=constant. Maar het begrip "potentiële energie" is helemaal niet noodzakelijk om de natuur te beschrijven. Je kan het netjes zonder, zoals blijkt uit onderstaand simpel fundamenteel experiment:

Stel je hebt een stuk metaal.

Bezit deze potentiële energie? Tegenover de aarde wel, tegenover het zwarte gat zoveel lichtjaar weg, ook.

Tegenover de uitgeschakelde elektromagneet op 1dm afstand? Nee. En dan schakel je de elektromagneet aan. Het stuk metaal zoeft naar de elektromagneet. Vanwaar komt deze kinetische energie plots vandaan? Er was geen sprake van potentiële energie, dus ook niet van een omzetting "potentiële energie-> kinetische energie". De energie komt van de krachtbron, die via het magnetisch veld het stuk metaal bereikt.

Als je hiermee akkoord gaat, is het maar een klein stapje hetzelfde mechanisme in zwaartekracht te herkennen.

Phys

Oh heb ik mezelf nu weer in nesten gewerkt door de foute woordkeuze! "Fysisch tastbaar", kun je vastnemen, reageert op de kracht van je vingers, door te bewegen. Ik geef toe, weeral de foute woordkeuze gemaakt! Oké....nu zal'k ieder woord in acht nemen, inclusief schrijffouten!

Dat kan alleen maar in ieders voordeel werken

Kinetische energie komt voor onder alle bedenkbare vormen, zoals geordende beweging, warmte, licht, massa. Als je een kop koffie van de ene tas in de andere giet, kun je zeggen: "eerst zat er energie in de ene kop, en nu zit deze energie in de andere kop."

Dat kun je zeggen, maar hoeveel je daarmee opschiet weet ik niet. Ik zou zeggen: eerst zat er koffie in de ene kop, en nu zit deze in de andere kop (maar ja, dat is ook een open deur

). Deze koffie heeft een hoge temperatuur, en wisselt warmte uit met de omgeving. En dat is een vorm van energie.

Potentiële energie dient als wiskundige hulp, en ook om de natuur elegant te beschrijven: pot.E+kin.E=constant. Maar het begrip "potentiële energie" is helemaal niet noodzakelijk om de natuur te beschrijven.

"Potentiëlen energie" heeft geen fysische betekenis, "verschil in potentiële energie" wel.

Je kan het netjes zonder, zoals blijkt uit onderstaand simpel fundamenteel experiment:

Laten we het even niet nodeloos ingewikkeld maken door er elektromagneten bij te halen. We zitten nu in het forum klassieke mechanica, en zijn het nog lang niet eens over de basisprincipes daarvan.

Kun je mij uitleggen hoe je de kinematica van een massa in een zwaartekrachtsveld, dus bijv. die bal die je omhoog gooit in de lucht, kunt verklaren met kinetische energie, maar zonder potentiële energie?

Jan van de Velde

Victor schreef:1) de appel slaat energie op, bewaart deze, waarna deze terug vrijkomt bij de val.

2) de appel slaat geen energie op, en krijgt energie tijdens zijn val.

Welke conclusie kies je?

Kies je conclusie 1, dan trek ik me uit deze discussie terug, we zullen het nooit eens worden met elkaar.. Je/m'n gelijk of ongelijk valt ook niet aan te tonen.

Kies je conclusie 2, dan rijst de vraag: vanwaar komt deze energie?

M'n persoonlijk antwoord op deze vraag is: "van het voorwerp die de kracht veroorzaakt, in dit geval de aarde"

Beide correct, of beter, 1 is fout en twee niet volledig. Gewoonlijke redenering: de hoogte-energie zit in de appel. Dat wordt gemakshalve zo gesteld. Praat wel makkelijk. In het gangbare gesprek over dit onderwerp wordt 1 als correct beschouwd. En dat werkt in de praktijk prima.

Maar ook twee appels trekken elkaar aan. Ik ga met twee appels de ruimte in, zoek een hoekje met verwaarloosbare zwaartekracht van andere voorwerpen. Als ik nou de ene appel bij de andere wegtrek (optil t.o.v. de andere), in welke appel zit die zwaarte-energie dan? Dit werkt niet meer. Als je ze nu loslaat bewegen ze naar elkaar toe.

Wat dus beter zou zijn te stellen is dat die zwaarte-energie in beide appels zit. Dat is al dichter bij de waarheid.

De aarde oefent namelijk geen zwaartekracht uit op de appel. Dat is fout gezegd. Appel en aarde oefenen zwaartekracht op elkáár uit. Wat hier op het eerste gezicht het gekste aan is: je zou die toegenomen zwaarte-energie zelfs ½:½ over aarde en appel moeten verdelen.

Knoop een slappe veer en een stuggere veer aan elkaar. Trek het geheel uit. De slappe veer heeft een kleine veerconstante en een grote uitrekking, de stugge een grote veerconstante en een navenant kleinere uitrekking. Reken van elke veer de veerenergie uit en die blijken exact even groot te zijn. En samen opgeteld precies even groot als de energie je je besteedde om ze samen uit te rekken.

Daarom is het het slimst om te stellen dat die zwaarte-energie in het gecombineerde zwaartekrachtveld van de gezamenlijke voorwerpen verdwijnt. Er worden wat veldlijnen uitgerekt. Zoals je een veer uitrekt.

En ja, niet slechts de appel valt naar de aarde, de aarde valt ook naar de appel. Vanwege de traagheidswetten valt dat minuscule beetje dat de aarde richting appel valt niet op. Maar het is er wel. Als je het GEZAMENLIJKE massamiddelpunt als nulpunt voor h (hoogte) neemt, dan geldt feilloos m_aarde·g· Δh_aarde = m_appel·g· Δh_appel

Victor

Kun je mij uitleggen hoe je de kinematica van een massa in een zwaartekrachtsveld, dus bijv. die bal die je omhoog gooit in de lucht, kunt verklaren met kinetische energie, maar zonder potentiële energie?

Ja! Hieronder het verhaal beschreven zonder gebruik te maken van potentiële energie.

Waarneming: Alles valt naar beneden. En alles aan dezelfde snelheid. (heel simpel geformuleerd, klinkt bijna als de eerste indruk van een kleuter)

Mogelijke conclusie: Alles wat zich in het zwaartekrachtveld bevindt, wordt versneld. Alles wat zich in het zwaartekrachtveld bevindt, wint per tijdseenheid een hoeveelheid kinetische energie. Ieder puntmassa wint per tijdseenheid evenveel kinetische energie. Daardoor valt alles evensnel.

Als ik naar een vallend voorwerp kijk, is dit mijn conclusie. Hebben jullie een andere conclusie, dan zal m'n visie op het bal-verhaal onzin lijken. Ik zal het in stukjes knippen:

A) je gooit de bal omhoog, hij vliegt tot z'n hoogste punt.

Even een korte randnotitie op voorhand:

Stel, je hebt een elektromotor in je auto geïnstalleerd. Deze wordt aangedreven door een flinke batterij, gekoppeld aan de as, en is zo aangesloten dat, wanneer de elektromotor werkt, de auto achteruit rijdt. Nu ga je op de normale manier met je auto gaan rijden. Plots moet je remmen. Je kan dit op 2 manieren. Ofwel druk je de rempedaal in, waardoor je de geordende beweging van de auto omzet in warmte, en je uiteindelijk stil komt te staan. De tweede (idiote) manier is het inschakelen van de elektromotor. Deze motor levert vermogen, en laat de auto aan snelheid afnemen. Als je niet oplet, ga je zelfs achteruit rijden. Maar je stopt net op tijd zodat je auto precies stilstaat. Hoeveel kinetische energie heeft de elektromotor in totaal geleverd (rendement buiten beschouwing)? Evenveel als er kinetische energie aanwezig was in de massa van de bewegende auto. Als de elektromotor de auto nog wat extra kinetische energie levert, begint de auto achteruit te rijden.

- Je geeft de bal een beginsnelheid, een zekere kinetische energie. De bal speelt de rol van de auto uit vorig voorbeeld.

- Volgens de bovenstaande visie wint iedere puntmassa, die zich in het zwaarteveld bevindt, aan kinetische energie. Dit fenomeen speelt de rol van de ingeschakelde elektromotor uit vorig voorbeeld.

- De bal verliest aan snelheid, net als de auto dit deed.

- Op een bepaald moment hangt de bal stil, terug net zoals de auto.

B) De bal valt vanuit zijn hoogste punt naar beneden.

- Omdat het nu eenmaal niet mogelijk is de zwaartekracht uit te schakelen (zoals de elektromotor), is de bal gedoemd om achteruit te gaan...naar beneden dus.

- De bal wint constant aan kinetische energie (want de bal bevindt zich nog steeds in het zwaarteveld).

- De bal komt beneden met een zekere hoeveelheid kinetische energie.

EvilBro

De tweede (idiote) manier is het inschakelen van de elektromotor.

Dit staat ongeveer gelijk aan op volle snelheid je auto in de achteruit zetten. Er gaat iets stuk.

Het zou veel logischer zijn om de electromotor als dynamo te gebruiken. Maar ja, dat wil je natuurlijk niet, want dan moet je onderkennen dat er potentiele energie wordt opgeslagen in de accu.

Hoeveel kinetische energie heeft de elektromotor in totaal geleverd (rendement buiten beschouwing)?

De motor levert geen kinetische energie. Er bestaat ook niet zoiets als negatieve kinetische energie.

Volgens de bovenstaande visie wint iedere puntmassa, die zich in het zwaarteveld bevindt, aan kinetische energie.

Volgens de bovenstaande visie misschien wel, maar volgens hoe kinetische energie gedefinieerd is niet. En daar komen we meteen bij het knelpunt van deze gedachtengang. Hij is niet in de lijn van de huidige inzichten van de wetenschap. Je zal, als je deze gedachtengang wilt blijven volgen, moeten verkassen naar theorieontwikkeling.

ajw

Moet je niet stellen dat de potentiele energie van de appel eigenlijk energie is die opgenomen wordt in het zwaartekrachtveld: Door de appel omhoog te brengen rek je de ruimte (tijd) een beetje op. Wanneer de appel valt gaat deze extra rek er weer uit.

(een beetje AR in klassieke mechanica

)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Impuls is eigenlijk kinetische energie

Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie

Re: Impuls is eigenlijk kinetische energie