Een kogel vanaf een rijdende trein

Lena stelde deze vraag op 24 januari 2018 om 20:22.

Hoi mensen,
Ik heb even een dringende vraag: stel, je staat op een rijdende trein en je schiet met een pistool recht omhoog. Valt de kogel dan loodrecht naar beneden of valt die weer terug in je loop?  

Reacties

Theo de Klerk op 24 januari 2018 om 21:12
Dat lijkt op een relativiteitsvraag waar Einstein zo'n "Gedankenexperiment" deed en een lichtflits omhoog stuurde (en via spiegel liet terugvallen).

Wat denk je zelf?
De trein rijdt met een snelheid van v m/s naar links.
Welke snelheid heb jij als je in die trein zit?
Welke snelheid heeft het pistool in je hand?
Welke snelheid heeft de kogel in het pistool?

Je vuurt recht omhoog.
Welke snelheid naar links heeft de kogel?
Welke snelheid naar links heeft de trein?
Waar komt dus de kogel terecht?

Enne... dit forum helpt mensen als en waar we kunnen. We zijn niet op afroep meteen beschikbaar. Met pech kan het dus een dag duren voor je antwoord hebt. Of meer.
Jan van de Velde op 24 januari 2018 om 22:55

Theo de Klerk plaatste:

Waar komt dus de kogel terecht?

Dag Lena,

Het antwoord op die vraag hangt overigens ook nog af van de vraag of je dit experiment uitvoert in een ideale (dwz luchtledige, zonder luchtweerstand) omgeving of niet, en of je dat doet op een stilstaande of om zijn as draaiende planeet. 

Je plaatste je vraag in de categorie "natuurkunde thuis". Toch geen rare plannen hoop ik? Want die "vreugdeschoten" die je wel eens op TV gelost ziet worden door blije terroristen/vrijheidsstrijders, recht omhoog, leveren nog wel eens vreugdedoden op.... 

groet, Jan
Lena op 25 januari 2018 om 10:53
Beste Theo,
Sorry ik heb het per ongeluk in de verkeerde categorie geplaatst. Ik heb een weddenschap met mijn vader en dus ben ik erg benieuwd naar het antwoord. Wat de luchtweerstand is etc. weet ik allemaal niet. Alsnog erg bedankt voor jullie hulp!

Toedels
ruud op 25 januari 2018 om 11:10
Als een voorwerp zoals een kogel , een golfbal of wat dan ook de lucht ingeschoten , gegooid , geschopt of geslagen wordt zegt het coriolis effect dat de aarde eronder door draait waardoor het voorwerp op een andere plek terecht zou moeten komen.  Het is echter niet iets wat ik ooit heb waargenomen en ik denk ook niet dat het realiteit is want als dat wel zo zou zijn zou een golfspeler daar voordat hij de bal slaat al rekening mee moeten houden . En als ik een langeafstandsschot vanaf de middenlijn probeer met een potje voetbal houd ik toch echt geen rekening met een aarde die onder de bal wegdraait . Als er al sprake is van coriolis effecten dan zijn deze niet waarneembaar of te verwaarlozen in dit soort praktische situaties. ( denk ik :) ) 
Theo de Klerk op 25 januari 2018 om 11:30
Bij een kogel die recht omhoog gaat krijgt die dezelfde coriolisversnelling als jezelf - netto merk je er dus niets van.
Ook scheef geschoten kogels hebben niet merkbaar effect omdat het verschil in afstand zo klein is.
Stel je een straat voor die precies noord-zuid gericht is. Dan zal de noordkant iets langzamer draaien dan de zuidkant door de aardrotatie. Maar het verschil in snelheid gaat pas merkbaar worden als de straat enkele honderden kilometers lang is. Daarom hebben orkanen en luchtstromen er wel "last" van en zie je ze (op ons halfrond) tegen de klok in draaien.
Een kogel zie langs de straat van noord naar zuid gaat merkt dat niet zo. De tijd (vergeleken met een omloop van 24h) is ook zo kort dat het effect al helemaal in het niet valt t.o.v. alle andere effecten (zoals de beweging van noord naar zuid).

Dus je hebt gelijk: in dagelijkse situaties van voetballen, kogelschieten, ver-plassen e.d. speelt het pas een rol in de zoveelste decimaal achter de komma.
ruud op 26 januari 2018 om 08:12
Ik heb beetje grofweg nagerekend dat als in Nederland de aarde met 1000 km per uur draait ( ruwe schatting hoor , aangenomen dat ie bij de evenaar ongeveer 1600 km per uur draait) dat de aarde 4,5 meter per seconde onder mijn langafstandsschot vanaf de middellijn wegdraait . Dat lijkt me dan toch wel weer erg veel om niet merkbaar te zijn .  Stel dat mijn schot er twee seconden over doet dan is de afwijking 9 meter . Zou dat de reden zijn dat mijn schot zo vaak afdwaalt ?  :) 
Theo de Klerk op 26 januari 2018 om 08:27
Daarbij ga je er vanuit dat de afgeschoten kogel niet de rotatie van de aarde meekrijgt die de rest van de omgeving wel krijgt. Je merkt er dus bijna niks van. In een rijdende trein blijft een opgegooide bal ook niet ineens stilstaan tov de buitenwereld en ineens achter in de trein of erbuiten belanden.
Jan op 26 januari 2018 om 09:35

Theo de Klerk plaatste:

Bij een kogel die recht omhoog gaat krijgt die dezelfde coriolisversnelling als jezelf - netto merk je er dus niets van.
Probleem van die draaiende aarde is wèl dat een kogel op grotere hoogte een iets grotere "baansnelheid" moet hebben dan het geweer aan het oppervlak om recht boven datzelfde geweer te blijven hangen. Op 200 m hoogte is die baan namelijk al ruim 1200 m langer
En die nodige baansnelheid krijgt een verticaal afgeschoten kogel dus niet mee.
1200 m meer afleggen op een dag scheelt ongeveer 1200 m: (24 x 3600s) = 0,14 m/s
Als die kogel dus ongeveer 2 s op een hoogte tussen 150 en 200 m vertoeft valt hij dus al minstens 20 cm westelijk naast de loop alleen door dit effect.

Groet, Jan
ruud op 30 januari 2018 om 10:43
Oeps ik maakte rekenfout . Natuurlijk is het niet 4,5 meter per seconde maar 450 meter ..  Dus als ik een golfbal noordwaarts of zuidwaarts sla en hij hij blijft 3 seconden in de lucht dan is de aarde er richting oosten al bijna 1,5 kilometer onder door gedraaid.  Of de bal krijgt eenmaal los van de aarde meteen dezelfde snelheid mee van de atmosfeer . Dat betekent dat ie nu twee snelheden meekrijgt- 1 noordwaarts als gevolg van mijn slag en 1 oostwaarts als gevolg van draaiende atmosfeer .  Zou de bal nu niet een zijwaartse beweging moeten ondergaan ? 
Jan van de Velde op 30 januari 2018 om 12:11

ruud plaatste:

Dus als ik een golfbal noordwaarts of zuidwaarts sla en hij hij blijft 3 seconden in de lucht dan is de aarde er richting oosten al bijna 1,5 kilometer onder door gedraaid. 
Ja en nee.
Een punt op de evenaar draait in 3 s wel ongeveer 1,5 km oostwaarts.
maar dat geldt ook nagenoeg voor een punt een paar honderd meter ten noorden van de evenaar. dus .....

ruud plaatste:

dan is de aarde er richting oosten al bijna 1,5 kilometer onder door gedraaid. 
nope

Het tee-punt en de hole draaien dus ongeveer even snel oostwaarts.
De bal die jij noordwaarts slaat vanaf de tee heeft een oostwaartse snelheid  van de draaiende aarde én krijgt er nog een noordwaartse bij van jouw klap.
die twee tel je vectorieel op.

ruud plaatste:

Dat betekent dat ie nu twee snelheden meekrijgt- 1 noordwaarts als gevolg van mijn slag en 1 oostwaarts als gevolg van draaiende atmosfeer . 
nee, een oostwaartse snelheid heeft die  bal al , ook al ligt hij gewoon stil op de tee.

ruud plaatste:

Zou de bal nu niet een zijwaartse beweging moeten ondergaan ? 
voor een waarnemer op de zon wel: die ziet de bal op de tee een oostwaartse snelheid hebben, en na de klap een noordoostwaartse richting krijgen.
Een waarnemer op aarde, die ook met 450 m/s oostwaarts beweegt, neemt alleen maar een noordwaartse richting waar.

Als je een héél harde klap tegen die bal geeft dat hij heel ver noordwaarts vliegt, dan wordt er nog iets anders zichtbaar: de omtrek van de aarde op hogere breedten wordt steeds kleiner. Daar draait het aardoppervlak minder snel oostwaarts. De bal heeft vliegend over Nederland dus wél een andere oostwaartse snelheid dan het aardoppervlak en dát heet het coriolis-effect.


groet, Jan
Erik op 17 februari 2018 om 06:45
https://youtu.be/jX7dcl_ERNs   Een kogel heeft er kennelijk last van coriolis effect hoewel deze zeer kort tijd door de lucht beweegt ?
Jan van de Velde op 18 februari 2018 om 23:10
Alles heeft "last" van het coriolis effect. Of de mate waarin interessant is, hangt af van wát er last van heeft. In de meeste gevallen, zo ook voor zo'n kogel, zijn invloeden van bijvoorbeeld een paar windstootjes onderweg veel groter dan dat coriolis-effect. Voor lange-afstandsartillerie is het overigens absoluut niet verwaarloosbaar.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft zesentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)