Springen naar inhoud

Waar blijft kracht als een voorwerp valt (versnelt)?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

EenGebruiker

    EenGebruiker


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 augustus 2018 - 17:27

Dag,

 

Ik heb ooit geleerd dat volgens Newton F = m * a. D.w.z. dat een voorwerp wordt versneld in de richting van de resulterende kracht.

Wanneer de zwaartekracht in het spel is, mag ik voor a, g invullen. Die is ongeveer 9.81 m/s2 maar laat ik voor het gemak 10 nemen.

 

Zet ik een zak aardappels van bijv. 5 kg. op een tafel, dan wordt op de tafel een kracht uitgeoefend (F = 5 x 10) van 50 N(ewton). Uiteraard drukt de tafel terug met 50 N en zo blijft de z(a)ak in evenwicht. Zou de tafel niet sterk genoeg zijn en doorzakken (stel dat er in één keer geen reactiekracht meer is) dan zou de zak gaan versnellen met 10 m/s2. Overigens (bewezen door Simon Stevin) een zak van 3 kg zou evenveel versnellen.

 

Wat ik nu even niet meer snap is waar de kracht blijft. Ik zou zeggen F = 5 x 10 of F = 3 x 10 maar er is geen reactiekracht dus . . .

Er is nu gewoon geen kracht?

 

André

Veranderd door EenGebruiker, 16 augustus 2018 - 17:55


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

#2

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5621 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 16 augustus 2018 - 17:35

natuurlijk is er een kracht, namenlijk de zwaartekracht.

op een zak aardappelen van 5 kg(massa)een zwaartekracht van 5 . 10 = 50 N


#3

EenGebruiker

    EenGebruiker


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 augustus 2018 - 18:00

Dag Pluimdrager,

 

Dit is nu net de reden waarom ik de vraag stelde. Ik denk dat er in de situatie die ik schetste (waarbij ik de luchtweerstand overigens negeer) géén kracht in het spel is. Er is alleen een versnelling (ongeacht grootte van de massa) en 'sais tout'.

 

Ik stelde de vraag omdat ik er over in verwarring ben. Je kunt best gelijk hebben pluimdrager!

 

Iemand anders die iets kan bijdragen aan het de oplossing?

 

André

Veranderd door EenGebruiker, 16 augustus 2018 - 18:01


#4

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 7207 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 16 augustus 2018 - 18:36

Juist door het ontbreken van de reactiekracht van de tafel blijft alleen de zwaartekracht over, en die zorgt voor de versnelling van de val.

Zou je in staat zijn om tijdens de val de zwaartekracht uit te schakelen, dan stopt de versnelling en blijft de zak vallen met constante snelheid.

Veranderd door klazon, 16 augustus 2018 - 18:36


#5

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 00:34

@EenGebruiker:

 

Ik denk dat je wellicht iets anders niet mee rekent: als een zak van 5 kilo aardappels op een tafel ligt, drukt de tafel met 50 N tegen de zak aardappels en vice versa, maar dat geldt ook voor de vloer waar de tafel op staat (even aangenomen dat de tafel zelf geen massa heeft). 

 

Zou die tafel zomaar verdwijnen dan vallen die aardappels op de grond, waar ze na tot stilstand te zijn gekomen ook weer 50 N tegen de grond aan duwen (en vice versa). 

 

Wat hier gebeurd is: Er was potentiele energie (ca de massa x hoogte van de aardappels tegenover de vloer) en in die is nu omgezet in, naja, vermoeddelijk voornamelijk thermische energie of in deformatie van de aardappels of iets dergelijks. Er is dus geen energie of kracht 'verdwenen' als gevolg van het verdwijnen van de massaloze tafel. Je kunt ze overigens ook gewoon van een echte tafel af schuiven voor hetzelfde resultaat mits je dat een beetje langzaam doet zodat ze vrijwel verticaal vallen. 

Victory through technology

#6

EenGebruiker

    EenGebruiker


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 09:01

@Benn en anderen,

 

Ik snap wat jij beschrijft (snappen is bij mij, wat er voor doorgaat). Inderdaad wordt er zover ik nog weet van mijn opleiding, potentiële energie omgezet in warmte als de zak met een smak op de grond terecht komt. De (onderste) aardappels deformeren en dat zal wel gepaard gaan aan een heel lichte temperatuurstijging.

 

Ik snap ook dat de tafel niet in één keer hoeft te sneuvelen; je kunt de zak ook van tafel duwen. Dat zijn maar details.

 

Waar het mij om gaat is de fase waarin de zak valt en versnelt. Dat snap ik even niet. Ik weet dat je kunt zeggen dat er sprake is van een kracht van 5 x 10 = 50 N en dat die voor de versnelling zorgt. Maar dit is het punt waar ik het niet rond kan krijgen.

 

Ik zal het wel te moeilijk maken.

 

Blijkbaar geldt de versnelling g voor alle voorwerpen op dezelfde manier. Ongeacht de massa worden ze evenveel versneld. In de formule F = m x g. Doet de massa er blijkbaar ook niet toe. Je zou dus zeggen (of ik doe dat) dat er geen sprake is van een kracht op het moment dat de zak in 'vrije val' verkeerd.

 

'T is ook wel gek want staat de zak op tafel (of op een weegschaal) dan registreren we die 50 N terwijl de zak niet meer versnelt; de snelheid neemt dan niet toe. De tafel drukt met juist die hoeveelheid kracht naar boven (50 N) zodat de zak niet meer versnelt.

Stel dat je zelf van tafel valt dan ervaar je gedurende de tijd tussen tafel en vloer gewichtloosheid omdat er geen reactiekracht op je voetzolen drukt.

 

Om het dan nog vreemder te maken . . . Stel dat ik in de auto zit en met 2 m/s2 wilt versnellen.Ik ben 80 kg. Mijn auto zal (via de rugleuning van mijn stoel) een kracht op mij moeten uitoefenen van 80 x 2 = 160 N.

 

Dus . . . . In het geval van de zak aardappels op tafel is er sprake van een versnelling (g) zonder dat er sprake is van toenemende snelheid (de zak verkeerd in rust t.o.v. de tafel). In het geval dat ik in de auto zit is er sprake van versnelling en ook van een toenemende snelheid.

 

Het volgende is geen oplossing omdat ik er helemaal niets van snap maar het heeft er wel te maken verwacht ik. Einstein heeft zich over de zwaartekracht en versnellingskrachten suf gepiekerd. Newton heeft zelf al gezegd dat hij eigenlijk geen idee had hoe zwaartekracht werkt. Hij kon aantonen dat planeten elkaar lijken aan te trekken en daaruit omloopbanen berekenen enz. Wat hij deed werkte en werkt vandaag ook nog.

Veranderd door EenGebruiker, 17 augustus 2018 - 09:18


#7

EenGebruiker

    EenGebruiker


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 09:37

(Helaas is er een stuk van mijn verhaal weggevallen. 'T gaat hier verder.)

 

 

[Het volgende is geen oplossing omdat ik er helemaal niets van snap maar het heeft er wel te maken verwacht ik. Newton heeft uitgevonden hoe het zit met gravitatie en krachten. Hij kon de banen van planeten berekenen en loste daarbij ook vraagstukken op waar niemand nog een antwoord op had (het werkte dus). Newton had echter geen idee waar zwaartekracht vandaan kwam (dat heeft hij ook gezegd zover ik weet). Het was er gewoon.

Einstein heeft zich over de zwaartekracht en versnellingskrachten suf gepiekerd en uiteindelijk bedacht dat zwaartekracht een illusie is. Wat wij als zwaartekracht ervaren is het gevolg van de kromming van ruimte-tijd. Ruimte-tijd is bouwmateriaal in 4D. Wij kunnen dat spul niet 'zien' maar we ervaren de gevolgen daarvan. Zoals Vincent Icke zegt 'het is een verouderde term voor de kromming van ruimte-tijd'.

 

Wat ik bedoel is dat er een probleem op te lossen was als het gaat om versnelling anders zou Einstein er niet zoveel energie in gestoken hebben. Ik begrijp dat probleem niet maar misschien is het precies dat waar ik mijn vraag over stelde.]

 

Goed ik maak het te complex waarschijnlijk. Het is misschien zoals aadkr boven al gezegd heeft. De kracht grijpt aan op de massa (5 kg aardappels) en zorgt voor de versnelling. Die kracht varieert dan met de massa want de versnelling g is altijd gelijk (ca. 10 m/s2).

 

André


#8

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 15:07

Ik denk dat ik je door je auto voorbeeld snap waar het probleem zit:

 

Als een zak aardappels op tafel ligt, is er geen versnelling, maar wel kracht: 50N naar beneden door zwaartekracht, en 50N omhoog dankzij de tafel. Netto is dat dus 0, en is er geen versnelling. 

 

Bij de auto geef je gas en is er een kracht op de gehele auto die voorwaarts bijvoorbeeld 4000N is (even aangenomen dat jij incl de auto 2 ton weegt), die -niet- wordt tegengegaan door een kracht achterwaarts. Hierdoor versnelt de auto 2 m/s. Vervolgens drukt de auto tegen jouw rug met 160N, en jij met 160N terug - je versnelt dus niet tegenover de auto, maar wel tegenover de omgeving. 

 

Uiteraard zit je ook gewoon in de stoel en heb je een kracht van 800N neerwaarts, en van 800N opwaarts van de stoel, waardoor je niet omhoog of omlaag gaat. 

Victory through technology

#9

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 7207 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 15:37

Het voorbeeld van de auto kan het toch wel verduidelijken. Tijdens het versnellen voel je de rugleuning in je rug drukken, dat is een fysieke, tastbare kracht. Of stel, je zit op een karretje, met een touw in je handen en een stuk verderop haalt iemand dat touw met een constante kracht naar zich toe. Dan voel je het touw aan je handen trekken.

Maar als jij, of die zak aardappels, naar beneden valt dan wordt er door de aarde aan je getrokken. Dat gebeurt door de zwaartekracht die in dit geval fungeert als een onzichtbaar touw. Maar er is wel degelijk een kracht. Alleen kun je die kracht tijdens de val niet rechtstreeks meten met b.v. een weegschaal. 

 

Het probleem wat Newton en Einstein hadden ging niet over de effecten van de zwaartekracht, want die zijn wel bekend. Het ging hun over de vraag: hoe ontstaat zwaartekracht, hoe komt het dat massa's elkaar aantrekken. Die vraag is nog steeds niet beantwoord (of ik moet tijdens de vakantie iets gemist hebben) :D


#10

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 7124 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 16:13

'T is ook wel gek want staat de zak op tafel (of op een weegschaal) dan registreren we die 50 N terwijl de zak niet meer versnelt;

 

Het ligt er aan vanuit welke optiek je hier naar kijkt. In de (t.o.v. Newton superieure) optiek van Einstein's ART versnelt de zak wel degelijk.

Motus inter corpora relativus tantum est.

#11

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 17 augustus 2018 - 17:57

Laten we die alsjeblieft bij newtonische mechanica laten :)

 

Het voorbeeld van de auto kan het toch wel verduidelijken. Tijdens het versnellen voel je de rugleuning in je rug drukken, dat is een fysieke, tastbare kracht.

 

Maar als je gewoon op een stoel zit voel je toch net zo goed een kracht naar beneden? Misschien niet altijd even bewust, maar je zou raar opkijken als je opeens van je stoel zweefde :)

Victory through technology

#12

Back2Basics

    Back2Basics


  • >250 berichten
  • 578 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 augustus 2018 - 08:15

EenGebruiker, je vraagt je af waar de kracht van 50[N] blijft, als de tafel onder de aardappelen er plots niet meer zou zijn. Iets om over na te denken: waar kwam die 50[N] eigenlijk vandaan dan?

Wellicht wil je weten hoe je de kracht van 50[N] zou kunnen meten TIJDENS de vrije val. Klopt dat?

#13

EenGebruiker

    EenGebruiker


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 augustus 2018 - 20:44

@Back2Basics en anderen,

 

Ja, het komt er op neer dat ik zou willen kunnen meten. Dat is misschien de beste samenvatting.

 

Wordt ik versneld in een auto of op een karretje dan voel ik dat in mijn rug. Er is een kracht en via F = m x a volgt er een versnelling. Overigens is die niet relatief; niet t.o.v. een bepaald punt. Die kracht is er ook als ik mijn ogen dicht heb. Ik voel dat.

 

Spring ik van tafel dan voel ik een tijdje niks. Net als astronauten die om de aarde draaien en eigenlijk voortdurend naar de aarde toe vallen. Zij ervaren gewichteloosheid.

Hebben ze dan eigenlijk wel gewicht?  Zelfde vraag dus eigenlijk.

Ik heb ooit gehoord van wel. Gewoon G = m x g waarbij g iets geringer is dan de 9.81.

 

André

Veranderd door EenGebruiker, 20 augustus 2018 - 20:45


#14

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 10682 berichten
  • VIP

Geplaatst op 20 augustus 2018 - 22:25

Een  baan in de ruimte is feitelijk gewoon een voortdurende vrije val - astronauten hebben dus geen gewicht, maar wel hun gebruikelijke massa. 

 

En als je een weegschaal op de maan zet erop gaat staan geeft die een gewicht van zeg 1/6e het normale aan. Als je normaal 80 kilo weegt zou er 12 op het display staan. 

Victory through technology

#15

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 7124 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 20 augustus 2018 - 22:55

Misschien heb je wat aan dit bericht, dat ondermeer gaat over gewicht, 'gewichtloosheid', versnelling en vrije val.

Motus inter corpora relativus tantum est.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures