>1. de weerstand van de lucht die de bal afremt
>2 de aantrekkingskracht van de aarde, oftewel de zwaartekracht die er voor zorgt dat de bal niet in de lucht blijft.

Dat zijn wel de twee grootste krachten op de bal. De aantrekkingskracht staat los van het feit of iets "in de lucht" (=atmosferisch gasmengsel) blijft. Ook in een volslagen vacuum trekt de aarde aan de bal en zal die uiteindelijk doen terugkomen als de ontsnappingssnelheid niet wordt gehaald.

2. Is het mogelijk om b.v. een (sterke) glazen bol, voor 100% vacuum te zuigen? Of is dat alleen theorie?

In praktijk zal dat niet lukken. Afgezien van de luchtdruk buiten die het glas zal proberen in te drukken (moet dus heel sterk zijn), is er geen pomp die de laatste moleculen uit de bol weet weg te zuigen. Een heel lage druk (bijna-vacuum) is wel haalbaar. Ook het heelal is niet geheel vacuum - in elke kubieke km zwerft wel een atoom rond.

> 3) dat ik in een volledig luchtledige glazen bol, ergens in het midden een pingpong-balletje zou laten ronddraaien om zijn eigen as. Dan heb ik toch een perpetuum mobile? Immers het balletje heeft geen last van de zwaartekracht, en ook geen last van de wrijving van de lucht.

Luchtledig wil niet zeggen dat er geen zwaartekracht is. Een veelvoorkomend misverstand (waarschijnlijk omdat men in het "luchtledige" astronauten ziet zweven - die ondervinden nog steeds een aantrekkingskracht van de Aarde - ze "vallen" er alleen omheen vanwege hun baansnelheid evenwijdig aan het aardoppervlak. Zet ze stil en ze vallen recht naar beneden).

Het balletje heeft "dus" last van de zwaartekracht en zal op aarde op de bodem van de bol rusten (niet in het midden) en wrijving met de wand van de glazen bol ondervinden waardoor het uiteindelijk tot stilstand komt (energie omgezet in warmte).

Theo de Klerk, 14 sep 2010

 Ook het heelal is niet geheel vacuum - in elke kubieke km zwerft wel een atoom rond.

Als ik dat soort cijfers zoek, ga ik meestal naar Hypertextbook. Daar worden de gegevens van een aantal toch wel meestal betrouwbare bronnen naast elkaar gezet.
http://hypertextbook.com/facts/2000/DaWeiCai.shtml

Dan blijkt dat we toch wel minstens een deeltje per kubieke centimeter mogen verwachten, al doet dat aan de rest van Theo's verhaal niets af.

Groet, Jan

_{ps: @Theo: Bedankt voor je hulp hier. Soms heeft de server inderdaad de hik. Ik lees alles wat hier geplaatst wordt, en ruim dat dan wel op. Dus maak je geen zorgen.}

Theo de Klerk, zeer bedankt voor je heldere antwoord. Ik lees dingen die ik absoluut niet wist. Samengevat: 100% luchtledig bestaat niet in de praktijk, en in een luchtledige ruimte hef je de zwaartekracht helemaal niet op.

Mag ik nog een vervolgvraag stellen?

Het klinkt allemaal een beetje onzinnig, maar het is puur therorie en het gaat me even om het principe. Stel nu eens dat we de volgende Olympische Spelen in een enorme hal organiseren, die voor zover dat mogelijk is, luchtledig is. De sporters hebben natuurlijk allemaal een zuurstof-flesje op hun rug :-)

Wat zullen de prestaties zijn? Gooien de speerwerper en de kogelstoter iets verder, 3 keer zo ver of 20 keer zo ver? Zelfde voor de hoog- en verspringers.

Je hoort in de sportwereld wel eens van hoogtetrainingen (de lucht is daar wat ijler) en ik heb ook weleens gehoord dat het op hooggelegen ijsbanen wat sneller schaatst. 

>een luchtledige ruimte hef je de zwaartekracht helemaal niet op.

Helemaal juist. Denk ook maar een aan de Maan. Daar is geen dampkring, dus luchtledig. Maar je wordt wel door de Maan aangetrokken (en weegt ongeveer 1/6 van je gewicht op Aarde. Zelfde massa, maar 1/6 zo grote zwaartekracht). Omdat het minder is dan op Aarde zie je de Apollo astronauten ook een beetje zweven/dansen op de Maan.

En ook de Aarde wordt door de Zon aangetrokken en blijft daardoor in zijn baan (soortgelijk als astronauten rondom de Aarde blijven draaien). En tussen Aarde en Zon is ook een bijna volledig vacuum - afgezien van wat materiebolletjes die we als planeten Venus en Mercurius noemen ;-)

>Stel nu eens dat we de volgende Olympische Spelen in een enorme hal organiseren, die voor zover dat mogelijk is, luchtledig is. De sporters hebben natuurlijk allemaal een zuurstof-flesje op hun rug :-)

Die sporters zouden uit elkaar ploffen. Het hele lichaam is erop gebaseerd de luchtdruk te weerstaan van ca. 1 atmosfeer. Als je die weghaalt dan zal de tegendruk in je lichaam je doen ontploffen. Niet zo'n fris gezicht dus... Niet voor niets "lopen/zweven" astronauten in van die grote pakken rond buiten de Aarde.

Maar laten we stellen dat we ze een niet hinderend, huidnauw pak aan kunnen trekken dat de sporters van zuurstof voorziet en ook nog eens intern een druk van 1 atmosfeer kan nabootsen. En dus kunnen sporten...

>Wat zullen de prestaties zijn? Gooien de speerwerper en de kogelstoter iets verder, 3 keer zo ver of 20keer zo ver? Zelfde voor de hoog- en verspringers.

Wat je hebt uitgeschakeld is de luchtweerstand (wrijving). De zwaartekracht blijft hetzelfde. Alles zal dus met het zelfde tempo als in de lucht naar beneden worden getrokken door de Aarde en daarmee uiteindelijk de grond raken.

Maar men zal verder kunnen gooien omdat de eindsnelheid waarmee een bal of speer of shuttle je hand verlaat minder afremming (vertraging, negatieve versnelling) ondervindt en de (vooral) horizontale snelheid lang hoog blijft. Daarmee kun je een grotere afstand afleggen (= horizontale snelheid x tijd) voordat de vertikale hoogte als gevolg van de zwaartekracht 0 is.

Hoeveel verder je kunt gooien hangt heel erg af van hoeveel luchtweerstand je hebt kunnen wegnemen. Een kogel heeft meer luchtweerstand van een speer. Zonder lucht zal een bal dan ook relatief verder komen dan de speer die "niet zoveel last had" van de lucht.  Hoog- en verspringers hebben beiden geen last van luchtwrijving, maar beiden houden dezelfde inspanning om tegen de zwaartekracht in te springen.

Grappig is dat veel natuurkunde sommen over snelheden vaak uitgaan van jouw voorstel van luchtledig omdat luchtweerstand een complexe berekening levert. Daarom staat er vaak "Jan schiet een bal weg met snelheid V onder een hoek H. Bereken waar de bal de grond raakt. Verwaarloos de wrijving".

De hoogtetrainingen hebben 2 doelen:

1) de lucht is er ijler - daardoor moet het lichaam meer moeite doen voldoende zuurstof te krijgen. De bloedsamenstelling past zich wat aan zodat het efficienter zuurstof opneemt. Dit effect ijlt nog een poosje na als je daarna "beneden" een wedstrijd hebt. Je hebt dus op natuurlijke wijze tijdelijk meer zuurstof opname gecreeerd. Met kunstmatige middelen heet het doping.

2) de lucht is ijler - daardoor is de luchtweerstand wat minder en heb je dus minder tegenwerking van de lucht. Schaatsers zullen sneller schaatsen. Dit effect ijlt niet na. Terug in Tialf is de lucht meteen weer op volle sterkte je wrijvings-tegenstander.

Theo, ik was inderdaad vergeten de sporters een ruimtepakje aan te laten trekken, zodat ze niet uitelkaar spatten.

Ook deze keer een heldere uitleg. Ik kan het prima volgen.

Een erg leuke en leerzame site is dit. Bij mijn volgende wilde plannen voor een perpetuum mobile zal ik zeker hier eerst even raad vragen! ;-)

Dank voor je antwoorden!