Snelste van een glijbaan af
S stelde deze vraag op 16 januari 2019 om 21:31.Dit is niet per se een vraag uit een boek, maar meer iets dat me kan helpen bij het begrijpen van de formules en praktische voorbeelden.
Glijdt een dikker persoon sneller van een glijbaan dan een lichter persoon?
Vroeger dachten we atlijd dat een dikker persoon sneller van een glijbaan gaat, maar nu ik erover nadacht was ik wel een beetje verward.
Als je namelijk een grotere massa hebt, betekent het ook dat je er een groter normaalkracht op je lichaam wordt uitgoefend. Betekent dit dan niet dat er een grotere wrijving op het dikkere persoon is, en hierdoor dat persoon langzamer van de glijbaan afgaat?
De personen zijn trouwens identiek qua lichaam en volume, alleen de "dichtheid" van de persoon verschilt als het ware.
Alvast bedankt!
Reacties
dan reken je dat na, of dan denk je de stappen door voor de dikke en de dunne, in verhoudingen. Vooral een schetsje, ongeveer op schaal, erbij maken om je gedachten te helpen
als de glijder 2 x zo zwaar wordt,
- wat gebeurt er dan met de zwaartekrachtcomponent langs de helling?
- wat gebeurt er dan met zijn normaalkracht op de helling?
- wat gebeurt er daardoor met zijn wrijvingskracht langs de helling?
- wat gebeurt er dus met de resultantekracht langs de helling op de glijder?
het antwoord op vraag 4 vertelt je dan met een omweggetje of de zware glijder sneller, even snel of langzamer naar beneden glijdt dan de lichte glijder.
groet, Jan
Ik heb dat even geprobeerd, een realiseerde me dat de zwaartekrachtcomponent langs de helling natuurlijk ook groter wordt als de massa groter wordt.
1. Zwaartekrachtcomponent wordt 2x zo groot
2. Normaal kracht wordt 2x zo groot
3. Ook de wrijvingskracht wordt hierdoor 2x zo groot
4. Ik vermoed dus dat de resultantekracht hetzelfde is van beide de lichte en de zware persoon, waardoor de snelheid niet anders is.
Maar dat lijkt me praktisch gezien alleen niet heel logisch.
S plaatste:
1. Zwaartekrachtcomponent wordt 2x zo groot
2. Normaal kracht wordt 2x zo groot
3. Ook de wrijvingskracht wordt hierdoor 2x zo groot
4. Ik vermoed dus dat de resultantekracht hetzelfde is van beide de lichte en de zware persoon, ..//..
maar neem nou eens voor die zwaartekrachtcomponent 500 respectievelijk 1000 N, en voor die wrijvingskrachten dan 200 respectievelijk 400 N. Dat is netjes volgens je conclusies 1 en 3
(getallenvoorbeeldjes kunnen vaak prima helpen om je gedachten te ordenen)
wat wordt dan conclusie 4?
Maar nu snap ik het wel, bedankt daarvoor.
Ik heb ook door dat jaren door opgemerkt dat u al heel vaak uitleg geeft op talloze vragen van mensen, heb echt respect daarvoor. U hebt zeker immens veel mensen geholpen.
Oh ter conclusie dus is dat de zwaardere persoon een grotere resulterende kracht heeft (2x zo groot) waardoor die een grotere snelheid krijgt.
Nogmaals bedankt!
S plaatste:
Oh ter conclusie dus is dat de zwaardere persoon een grotere resulterende kracht heeft (2x zo groot)
..//.. waardoor die een grotere snelheid krijgt.
Want.....
hij heeft ook een 2 x zo grote massa.
En Fres=m·a.
dus de versnelling zal gelijk zijn
zoals lichtere voorwerpen die, afgezien van luchtweerstand e.d., even snel vallen als zwaardere.
Om je betere conclusie te checken, selecteer de leeg lijkende regels hier vlak boven....
S plaatste:
Ik heb ook door dat jaren door opgemerkt dat u al heel vaak uitleg geeft op talloze vragen van mensen, heb echt respect daarvoor.
Groet, jan
De reden dat ik deze vraag vroeg was omdat (net zoals ik in het begin zei: "Vroeger dachten we altlijd dat een dikker persoon sneller van een glijbaan gaat") ik verward was met de praktijk van dit probleem.
Nu vermoed ik dus dat de luchtweerstand de ware oorzaak is dat een dikker persoon sneller beneden komt. Maar dan komen er ook weer vage dingen te voorschijn.
Namelijk als je dikker bent, ben je meestal ook breder, en heb je een groter oppervlak. Betekent dit niet dat je dan juist meer luchtwrijving hebt ten opzichte van een dun persoon?
Wat ik nu vermoed is dat de massa ervoor zorgt dat de luchtweerstand minder aanwezig is ofzo (ook al kan ik massa niet vinden in de luchtweerstandformule), en dit heeft veel meer impact op je snelheid dan je oppervlak (dat tussen dikke en dunne personen meestal toch niet een heel groot verschil is.)
Want het klopt wel dat een ijzer veertje sneller valt dan een echt veertje met hetzelfde volume, terwijl ik niks kan vinden over massa in de luchtweerstand formule.
Misschien wordt dit nu veel ingewikkelder dan ik eerst dacht dat het zou zijn.
Heb een interessante thread gevonden die over ongeveer hetzelfde gaat, en het lijkt er wel op dat veel mensen het oneens zijn daarin: https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/14141-mechanica-fietsers-van-verschillende-massa-in-afdaling/page-3
Nee, nee! De versnelling is hetzelfde, daardoor is de verandering van de snelheid voor beide hetzelfde. Ze gaan allebei gelijktijdig even veel sneller.
S plaatste:
Want het klopt wel dat een ijzer veertje sneller valt dan een echt veertje met hetzelfde volume, terwijl ik niks kan vinden over massa in de luchtweerstand formule.
naar beneden heb je Fz=m·g , naar boven Fw=½Cw·ρ·A·v², en als die aan elkaar gelijk worden (resultantekracht nul en dus constante maximale valsnelheid bereikt) dan kun je die v berekenen met m·g=½Cw·ρ·A·v²
En daar zit wel degelijk heel netjes die m in.....
Maar hoe dan ook, als je dat in de praktijk gaat brengen krijg je ineens met een heleboel praktische afwijkingen te maken. Dat besef jij zelf ook al best, want je merkte al eens op:
S plaatste:
De personen zijn trouwens identiek qua lichaam en volume, alleen de "dichtheid" van de persoon verschilt als het ware.
Rolweerstand wordt in theorie beschouwd als onafhankelijk van de snelheid, maar dat is'ie niet. Luchtweerstand Fw=½Cw·ρ·A·v² is ook maar een redelijke benadering binnen een range van snelheden. Glijweerstand wordt gemakshalve ook onafhankelijk van het contactoppervlak beschouwd, maar ook dat is maar vuistregelwerk: bijvoorbeeld rubber kent ook nog een soort plakfactor, die zorgt dat bredere, of zachter opgepompte en dus meer contact met de weg makende, banden meer grip leveren bij dezelfde normaalkracht.
"In theory, there is no difference between therory and practice. In practice, there is...."
( Yogi Berra)
Maar in de meeste praktische gevallen geldt gelukkig ook:
"A difference that makes no difference is no difference at all"
(William James)
Als de helling voor de twee afdalende fietsers niet te idioot lang is zal de eerst finishende er geen last van hebben dat zijn biertje op het terrastafeltje staat op te warmen terwijl hij op zijn concurrent wacht :)
De dingen zullen meestal nèt niet doen wat je precies voorspelt. Maar dat alles maakt de theorie niet waardeloos. Alleen zal altijd blijven gelden:
"de praktijk is het treiterduiveltje op de schouders van de theorie"
(Jan van de Velde)
Theo de Klerk plaatste:
> F=ma betekent dat de versnelling (dus de snelheid) hetzelfde blijft.Nee, nee! De versnelling is hetzelfde, daardoor is de verandering van de snelheid voor beide hetzelfde. Ze gaan allebei gelijktijdig even veel sneller.
Nou ja ik ga me denk ik niet meer verdiepen op dit voorbeeld, aangezien het er dus veel ingewikkelder uitzag dan ik dacht, en ik nog behoorlijk wat andere hoofdstukken moet leren.
Ik begrijp echter wel veel meer nu over de formules en hoe heel veel in verband ligt via formules. Ik bedank jullie daar nogmaals voor.
S plaatste
de snelheid wel degelijk hetzelfde is als ook de versnelling hetzelfde is, toch?Maar het misverstand zit hem in "dat de snelheid hetzelfde blijft".
wel -- de snelheden van de twee deelnemers zullen steeds gelijk zijn
niet -- de snelheid van een deelnemer blijft steeds gelijk.
Oh ik snap nu wat hij bedoelde,
maar nee ik bedoelde inderdaad "de snelheden van de twee deelnemers zullen steeds gelijk zijn".
S plaatste:
maar nee ik bedoelde inderdaad ..//..
"Bedoelingen" zijn ook altijd een heikel punt bij examencorrecties tussen eerste en tweede correctoren.
"ik denk dat hij het goed bedoelt" versus " ja maar het staat er niet".
Overigens zijn de verschillen tussen bedoelingen en interpretaties niet zelden de bron van laaiende ruzies via facebook, snapchat e.d.