Vraag over energie omzetting

Gijs stelde deze vraag op 06 september 2019 om 09:32.

 Hallo,

Laat ik beginnen aan te geven dat mijn achtergrond elektrotechniek is en dus niet natuurkunde. Natuurkunde heb ik altijd interresant gevonden en ik heb al een tijdje een vraag over energie (omzetting).

Piet heeft een pak suiker van 1kg. Het pak suiker ligt initieel op de grond. Naast het gewicht staat een tafel van 1m hoog. Als piet het gewicht op de tafel legt voegt hij potentiele energie toe. Deze energie blijft in het pak suiker zitten todat deze weer van de tafel richting de grond beweegt.

Stel nu dat Piet het pak suiker niet op de tafel legt, maar in plaats daarvan houdt hij het pak suiker zelf op 1m hoogte vast. Nu zit er net zoveel potentiele energie het pak suiker, zolang Piet het pak suiker op dezelfde hoogte vast houd zal de potentiele energie in het pak suiker niet veranderen. Toch moet er nu energie in het systeem (Piet die het pak suiker vast houd) worden toegevoegd om het pak suiker op 1m hoogte te houden.

Mijn vraag is: Waarin wordt de toegevoegde energie in omgezet?

Bvd,
Gijs

Reacties

Theo de Klerk op 06 september 2019 om 10:41
Dat komt omdat Piet dat pak suiker (niet "het gewicht" hoewel het dat wel heeft natuurlijk) omhoog moet houden.

Vergelijk:
Piet laat het pak suiker los
De tafel is er niet en Piet tilt de suiker op tot tafelhoogte en laat het los

In beide gevallen valt de suiker oiv de zwaartekracht weer naar beneden. Verliest daarbij zwaarte-energie en wint dat in kinetische (valsnelheid) energie.

Als er wel een tafel is, dan buigt de tafel een beetje (onzichtbaar voor het oog) door. Daardoor ontstaat een veerkracht naar boven, die de zwaartekracht naar beneden op het pak tegenwerkt: geen kracht. Snelheid was nul, dus met Newton's eerste wet blijft dat ook zo. Pak ligt stil op tafel. Die tafelkracht wordt ook wel normaalkracht genoemd (normaal = loodrecht op het (tafel)oppervlak).

Hang het pak suiker aan een kapstok. Opnieuw: kapstok buigt iets door, maar geeft daardoor ook weer een kracht omhoog, netto geen kracht op het pak - het blijft weer hangen.

Als Piet een kapstok was geweest dan had hetzelfde gebeurd. Maar Piet heeft alleen een arm en spieren die die arm horizontaal kunnen houden. Die spieren doen dat door constant een beetje samen te trekken en te ontspannen. Dat continue gedoe kost energie: daarom wordt Piet uiteindelijk moe van het pak omhoog houden en zal het uiteindelijk laten vallen.

Het pak suiker valt dus altijd oiv de zwaartekracht. Er zijn andere krachten nodig (normaalkracht) om dat tegen te gaan. Spieren kunnen dat ook, maar die zijn constant in beweging en dat blijft energie kosten. Daar gaat die toegevoerde energie inzitten.
De tafel en kapstok verliezen geen energie: die buigen een beetje door en produceren zo een tegenkracht.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Clara heeft elf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)