Valsnelheid

Allan de Brueker stelde deze vraag op 01 oktober 2007 om 16:09.

Quote

Hallo,

 Hier op het werk hadden we net een heftige discussie over het vallen van voorwerpen en daar hadden we graag duidelijkheid over geschept.

In het luchtledige hebben alle voorwerpen dezelfde valsnelheid, dus in een grote vacuumbuis zouden we allerlei voorwerpen kunnen naar beneden laten vallen (van een olifant tot een veertje) en allen zouden na evenveel tijd op de grond vallen, hier zijn we het allemaal wel ongeveer over eens.

 Maar nu komt het, als we 2 voorwerpen (niet in het luchtledige) laten vallen en deze beiden voorwerpen hebben dezelfde vorm (een balvorm bvb)  maar wel een andere massa. Vallen beide voorwerpen dan even snel naar beneden of is de valsnelheid dan ergens verbonden met het gewicht van het voorwerp. Kan er hoe dan ook al een proefopstelling bestaan waar 2 voorwerpen dezelfde luchtweerstand hebben maar wel een andere massa?

Bedankt bij voorbaat,

Allan de Brueker

 PS: ik kreeg een aantal topics te zien toen ik deze vraag wou stellen die overeenkwamen maar ik kon ze niet openen of terugvinden in de rest van de vraagbaak daarom dat ik ze alsnog stel. 

 

 

Reacties:

Bas
01 oktober 2007 om 16:23
Quote

Hoi Allan,

Ik hoop dat ik de heftige discussie kan beslechten ;)

De valsnelheid van een voorwerp wordt bepaald door de zwaartekracht (naar beneden gericht) en de luchtwrijving (naar boven gericht).

De grootte van de zwaartekracht is m*g, dus de massa maal de zwaartekrachtsconstante (9,8 m/s^2). De grootte van de wrijvingskracht is een constante (afhankelijk van de vorm van het voorwerp en de dichtheid van de lucht) maal de oppervlakte van het voorwerp maal de snelheid in het kwadraat. Dus zeg maar C*A*v^2.

Als jullie twee voorwerpen even groot zijn en dezelfde massa hebben dan ondervinden ze dus allebei dezelfde wrijvingskracht. Het zwaardere voorwerp ondervindt alleen een grotere zwaartekracht, dus die zal sneller vallen.

Is het zo duidelijk?

Groeten,

Bas 

Allan de Brueker
01 oktober 2007 om 16:36
Quote

Hoi Bas,

niet helemaal.

Als we dan een grote vacuumbuis nemen en we laten de 2 voorwerpen daar vallen dan moet toch ook daar het zwaardere object de meeste aantrekkingskracht ondervinden en dus ook sneller vallen of vergis ik me.

(Een vacuum ruimte hebben schakelt toch niet het gewicht uit?)

 mvg,

Allan 

Bas
01 oktober 2007 om 17:34
Quote

Hoi Allan,

Sorry, ik heb het niet helemaal volledig uitgelegd.

Een zwaar voorwerp is met dezelfde kracht moeilijker in beweging te krijgen dan een licht voorwerp. Denk maar aan een speelgoedautootje en een vrachtwagen die je probeert te verplaatsen. Dat is te zien aan de tweede wet van Newton, F=m*a (a is de versnelling van het voorwerp).

Als er geen wrijving is, is het eenvouding: F=m*a=m*g. De zwaartekrachtsversnelling 'g' is precies de versnelling van het voorwerp.

Met wrijving krijg je iets als m*a=m*g+C*A*v^2. Zie je dat in het laatste (wrijvings)gedeelte geen m zit?

Zo duidelijker?

Groeten,

Bas 

Allan de Brueker
02 oktober 2007 om 08:25
Quote

Bas,

 Zoals ik het nu lees is de wrijving afhankelijk van de oppervlakte, de snelheid, etc van een object maar niet van zijn massa en dit lijkt me wel logisch.

 Dan kom ik terug bij mijn oorspronkelijke vraag, als 2 voorwerpen eenzelfde wrijving hebben maar een andere massa vallen ze dan even snel. Ik zou zeggen van wel. In het luchtledige was dit geen probleem (wet van Galileo dacht ik) maar in 'gewone' atmosfeer is er wrijving. Als er dan voor 2 voorwerpen eenzelfde wrijving bestaat (gelijke vorm?) dan verandert dat eigenlijk niets aan die wetmatigheid en zouden ze nog altijd even snel moeten vallen.

Klopt deze redenering? 

Bas
02 oktober 2007 om 09:30
Quote

Nou Allan,

Deel nu de vergelijking links en rechts van het =-teken door m: a=g-C*A*v^2/m (ik heb even een minteken geplaatst omdat de wrijving in de andere richting is).

Je ziet dat de versnelling gegeven wordt door g en een term met 1/m erin! Die tweede term is klein voor een grote massa en groot voor een kleine massa. Daar kan je direct aan zien dat een zwaarder voorwerp sneller valt in een situatie met wrijving.

In woorden: Als twee voorwerpen (zwaar en licht) dezelfde vorm hebben zullen ze bij dezelfde snelheid dezelfde wrijvingskracht ondervinden. Het lichte voorwerp wordt een stuk makkelijker afgeremd door die kracht dan het zware voorwerp. Het zware voorwerp heeft een grotere 'traagheid' en ondervindt een grotere zwaartekracht. Hierdoor zal het zware voorwerp in deze situatie sneller vallen dan het lichte voorwerp!

Nu wel duidelijk?

Groeten,

Bas 

Allan de Brueker
02 oktober 2007 om 11:17
Quote

Ja,

daar kunnen we mee leven, bedankt voor de ondertussen sterk uitgebreide uitleg.

 Thanks,

Allan 

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

Bevestig dat je geen robot bent door de onderstaande letters of cijfers over te typen: