gewichtsverschil bij meting
Peter stelde deze vraag op 09 september 2009 om 20:09.
Het schijnt dat als je een bijv. een stalen staaf van 2 meter en massa van10kg precies vertikaal meer weegt als horizontaal gemeten. Dit gaat volledig tegen mijn logika in. En het "bugs me". Klopt dit en zo ja wie kan mij dit uitleggen?
Ik begrijp dat gewicht relatief is. In nederland is je gewicht anders dan bijv in Nepal ivm de verschillen in aantrekkingskracht van de aarde en luchtdichtheid(draagvermogen)(Bij vliegtuigen is dit extra goed te zien bij vleugellift.) Theoretisch weeg je bij lage druk meer als bij hoge druk. Staat me nog bij.
Ik snap ook nog dat een m3 water in een kolom met een diameter van 10cm een hogere druk oplevert dan 1bij1bij1meter. Maar dat is PSI: pressure by square inch en heeft niets met totale gewicht te maken toch? 1m3 water is 1000kg.(pff mts is 18 jaar terug)
Ik begrijp ook nog dat een staaf sneller zinkt in water vertikaal dan horizontaal maar dat is wrijving en hoe heet dat ook al weer? een drijvend object verplaatst evenveel gewicht aan water als het geen wat zich onder de oppervlakte bevind.
Maar bij een statische meting op een (theorische) weegschaal maakt het toch niet uit of een object zich vertikaal of horizontaal op de weegschaal bevind?
Ik begrijp dat gewicht relatief is. In nederland is je gewicht anders dan bijv in Nepal ivm de verschillen in aantrekkingskracht van de aarde en luchtdichtheid(draagvermogen)(Bij vliegtuigen is dit extra goed te zien bij vleugellift.) Theoretisch weeg je bij lage druk meer als bij hoge druk. Staat me nog bij.
Ik snap ook nog dat een m3 water in een kolom met een diameter van 10cm een hogere druk oplevert dan 1bij1bij1meter. Maar dat is PSI: pressure by square inch en heeft niets met totale gewicht te maken toch? 1m3 water is 1000kg.(pff mts is 18 jaar terug)
Ik begrijp ook nog dat een staaf sneller zinkt in water vertikaal dan horizontaal maar dat is wrijving en hoe heet dat ook al weer? een drijvend object verplaatst evenveel gewicht aan water als het geen wat zich onder de oppervlakte bevind.
Maar bij een statische meting op een (theorische) weegschaal maakt het toch niet uit of een object zich vertikaal of horizontaal op de weegschaal bevind?
Reacties
Jan
op
09 september 2009 om 21:26
Dag Peter,
Als je het hebt over ook redelijkerwijs meetbare verschillen kan ik me bij die bewering inderdaad helemaal niks voorstellen.
Een paar minieme verschilletjes waar ik aan denk (waarbij de weegschaal op dezelfde plaats blijft):
De verticale staaf ondervindt een tikje geringere opwaartse kracht van de omgevingslucht omdat 2 m boven de grond de dichtheid van de lucht een tikje kleiner zal zijn dan. De verticale staaf heeft een hoger gewicht. Ik durf niet in te schatten hoeveel, of beter, hoe weinig dat zou kunnen schelen.
Het massamiddelpunt (zwaartepunt) van de verticale staaf bevindt zich ongeveer een meter verder van het middelpunt van de aarde. De zwaartekracht die de staaf ondervindt zal daardoor kleiner zijn. De verticale staaf heeft een lager gewicht (ongeveer een factor 0,000 000 3 lager, dus zal een weegschaal ongeveer 3 mg minder aanwijzen op je staaf van 10 kg)
De verticale staaf beschrijft een iets grotere baan om het middelpunt van de aarde in dezelfde tijd, en heeft dus ook een hogere baansnelheid. Per saldo betekent dat (Fc=mv²/r) dat een iets grotere centripetale kracht nodig is om de staaf aan de grond te houden. (of populair gezegd, de -niet bestaande- centrifugale kracht is groter). De verticale staaf heeft daardoor een lager gewicht. (ongeveer een factor 0,000 000 15 lager)
Die iets hogere snelheid heeft ook relativistisch nog een effect: de massa van de staaf wordt hierdoor groter, en ik denk (relativistisch ben ik eerlijk gezegd geen ster) dat daarmee de zwaartekracht ook toe zou moeten nemen. Dat zou de verticale staaf weer zwaarder maken.
Misschien zijn er nog een aantal zaken die het gewicht beïnvloeden, maar er wil me nu zo even niks te binnen schieten. Ik hoop dat ik je een beetje vooruit heb geholpen.
Groet, Jan
Als je het hebt over ook redelijkerwijs meetbare verschillen kan ik me bij die bewering inderdaad helemaal niks voorstellen.
Een paar minieme verschilletjes waar ik aan denk (waarbij de weegschaal op dezelfde plaats blijft):
De verticale staaf ondervindt een tikje geringere opwaartse kracht van de omgevingslucht omdat 2 m boven de grond de dichtheid van de lucht een tikje kleiner zal zijn dan. De verticale staaf heeft een hoger gewicht. Ik durf niet in te schatten hoeveel, of beter, hoe weinig dat zou kunnen schelen.
Het massamiddelpunt (zwaartepunt) van de verticale staaf bevindt zich ongeveer een meter verder van het middelpunt van de aarde. De zwaartekracht die de staaf ondervindt zal daardoor kleiner zijn. De verticale staaf heeft een lager gewicht (ongeveer een factor 0,000 000 3 lager, dus zal een weegschaal ongeveer 3 mg minder aanwijzen op je staaf van 10 kg)
De verticale staaf beschrijft een iets grotere baan om het middelpunt van de aarde in dezelfde tijd, en heeft dus ook een hogere baansnelheid. Per saldo betekent dat (Fc=mv²/r) dat een iets grotere centripetale kracht nodig is om de staaf aan de grond te houden. (of populair gezegd, de -niet bestaande- centrifugale kracht is groter). De verticale staaf heeft daardoor een lager gewicht. (ongeveer een factor 0,000 000 15 lager)
Die iets hogere snelheid heeft ook relativistisch nog een effect: de massa van de staaf wordt hierdoor groter, en ik denk (relativistisch ben ik eerlijk gezegd geen ster) dat daarmee de zwaartekracht ook toe zou moeten nemen. Dat zou de verticale staaf weer zwaarder maken.
Misschien zijn er nog een aantal zaken die het gewicht beïnvloeden, maar er wil me nu zo even niks te binnen schieten. Ik hoop dat ik je een beetje vooruit heb geholpen.
Groet, Jan
peter
op
09 september 2009 om 22:22
Beste Jan,
interresant, dat je meer punten weet die vertellen dat de staaf lichter wordt in vertikale stand dan dat hij zwaarder wordt. Ik ben uiteraard blij met je antwoord alleen niks opgeschoten :)
Puur theoretisch kan ik je volgen, lucht gedraagt zich net als water (wel andere factor) en bij duiken is elke 10 meter 1bar. Dus in theorie zal op een bepaald moment de dichtheid van het water gelijk zijn aan de stalen staaf en zal die dus niet meer zinken.(althans volgens mij.)
Dus omgekeerd met lucht zal dus hoe hoger je komt hoe lager de luchtdruk (meer ) en hoe verder van de aantrekkingskracht (minder)
De centrifugaalkracht neemt toe(minder)
Het lijkt er dus op dat het eerder andersom is. :)
interresant, dat je meer punten weet die vertellen dat de staaf lichter wordt in vertikale stand dan dat hij zwaarder wordt. Ik ben uiteraard blij met je antwoord alleen niks opgeschoten :)
Puur theoretisch kan ik je volgen, lucht gedraagt zich net als water (wel andere factor) en bij duiken is elke 10 meter 1bar. Dus in theorie zal op een bepaald moment de dichtheid van het water gelijk zijn aan de stalen staaf en zal die dus niet meer zinken.(althans volgens mij.)
Dus omgekeerd met lucht zal dus hoe hoger je komt hoe lager de luchtdruk (meer ) en hoe verder van de aantrekkingskracht (minder)
De centrifugaalkracht neemt toe(minder)
Het lijkt er dus op dat het eerder andersom is. :)
Jan
op
10 september 2009 om 17:21
Dag Peter,
...... alleen niks opgeschoten :)
Valt nogal mee vind ik. Van mij mag natuurkunde vooral ook praktisch blijven. Het zal sowieso niet meevallen om een staaf van 10 kg op de mg nauwkeurig te wegen. De meetfout zal hoogstwaarschijnlijk groter zijn dan de verschillen die veroorzaakt zouden kunnen worden door de verticale of horizontale opstelling. En in zo'n geval werken we al snel volgens het motto:
"A difference that makes no difference is no difference".
....bij duiken is elke 10 meter 1bar. Dus in theorie zal op een bepaald moment de dichtheid van het water gelijk zijn aan de stalen staaf
Zo samendrukbaar is water echter niet. Op 10 km diepte (druk van toch ruwweg 1000 bar) is de dichtheid van water nog maar ongeveer 4% hoger dan aan de oppervlakte. Bij hogere drukken neemt trouwens ook de dichtheid van staal meetbaar toe. Dus ik denk niet dat je, bij welke druk ook, een stalen staaf in water kunt laten zinken.
Groet, Jan
...... alleen niks opgeschoten :)
Valt nogal mee vind ik. Van mij mag natuurkunde vooral ook praktisch blijven. Het zal sowieso niet meevallen om een staaf van 10 kg op de mg nauwkeurig te wegen. De meetfout zal hoogstwaarschijnlijk groter zijn dan de verschillen die veroorzaakt zouden kunnen worden door de verticale of horizontale opstelling. En in zo'n geval werken we al snel volgens het motto:
"A difference that makes no difference is no difference".
....bij duiken is elke 10 meter 1bar. Dus in theorie zal op een bepaald moment de dichtheid van het water gelijk zijn aan de stalen staaf
Zo samendrukbaar is water echter niet. Op 10 km diepte (druk van toch ruwweg 1000 bar) is de dichtheid van water nog maar ongeveer 4% hoger dan aan de oppervlakte. Bij hogere drukken neemt trouwens ook de dichtheid van staal meetbaar toe. Dus ik denk niet dat je, bij welke druk ook, een stalen staaf in water kunt laten zinken.
Groet, Jan
Peter
op
10 september 2009 om 17:46
Beste Jan,
Je hebt helemaal gelijk, net zoals vroeger tot 4 cijfers achter de komma weestanden berekenen terwijl die in praktijk 10% tolerantie hebben......:)
Ik zal die persoon vragen of hij het zelf kan onderbouwen en anders tja leuk voor de borrelpraat :)
Bedankt voor je antwoorden ik ben toch weer wat wijzer want ik heb met mn mts natuurkunde van 18 jaar geleden geen goede basis meer qua theorie.
Peter
Je hebt helemaal gelijk, net zoals vroeger tot 4 cijfers achter de komma weestanden berekenen terwijl die in praktijk 10% tolerantie hebben......:)
Ik zal die persoon vragen of hij het zelf kan onderbouwen en anders tja leuk voor de borrelpraat :)
Bedankt voor je antwoorden ik ben toch weer wat wijzer want ik heb met mn mts natuurkunde van 18 jaar geleden geen goede basis meer qua theorie.
Peter
