Totale arbeid

Veerle stelde deze vraag op 31 oktober 2021 om 21:55.

 Hoi. 

Een satelliet draait een baan om de aarde. Leg uit waarom de totale arbeid in dit geval 0 is.

Ik dacht dat de snelheid constant is want het is een eenparige beweging. De middelpuntzoekende kracht werkt naar beneden op de aarde en de snelheid maakt een hoek met 90° met de middelpuntzoekende kracht. W = F x s x cos 90° dus W= 0.

Klopt dit? Want ik heb geen idee verder

Groetjes, Veerle

Reacties

Theo de Klerk op 31 oktober 2021 om 22:27
Klopt. Versnelling (kracht) loodrecht op voortbewegingsrichting, dus geen verrichte arbeid door de zwaartekracht.

Het zelfde geldt voor een voorwerp dat je horizontaal verschuift op de grond (eigenlijk niet echt horizontaal maar een heel flauwe bocht omdat het aardoppervlak ook deel van een bol is)
Veerle op 01 november 2021 om 18:37
Maar als je het voorwerp schuift, ondervindt deze dan geen weerstand/wrijving? Is de arbeid dan nog steeds 0? Of heeft dat geen verband met elkaar?
Theo de Klerk op 01 november 2021 om 20:16
Ik had bij de laatste opmerking willen zeggen "geen arbeid door de zwaartekracht".  Wel arbeid door degene die duwt: die duwt in dezelfde richting als de beweging, dus  cos φ = cos 0 = 1

Dus op zich hebben die twee geen relatie tot elkaar.
Jaap op 17 februari 2022 om 21:53
Dag Veerle,

Zoals je zelf al uitlegt: als de satelliet een eenparige cirkelbeweging maakt, verricht de gravitatiekracht van de aarde er geen arbeid op. Als het je alleen gaat om zo'n cirkelbaan, is dat alles.
Veruit de meeste satellieten volgen echter een ellipsvormige baan: een meer of minder 'in elkaar gedrukte' cirkel. Zie de figuur hieronder -- een tamelijk extreem geval. Hoe zit het dan met 'totale arbeid' waar je naar vraagt?

De gravitatiekracht werkt alleen loodrecht op de baan waar de satelliet het dichtst bij en het verst van de aarde is: het perigeum en het apogeum. Toch kan de totale arbeid van de gravitatiekracht op de satelliet nul zijn.
De 'relatie tussen arbeid en kinetische energie' zegt dat de totale arbeid op de satelliet gelijk is aan de verandering van de kinetische energie. Hieruit volgt: als de snelheid voor en na een zekere beweging even groot is, is de totale arbeid nul. Bij een ellipsvormige baan is dat het geval als de satelliet precies een omloop om de aarde maakt. En ook als hij beweegt van een punt T via A naar een punt U dat symmetrisch ten opzichte van de lange as AP ligt. Of van U via P naar T.
Terwijl de satelliet de aarde langs de ellips nadert, verricht de gravitatiekracht positieve arbeid. Terwijl de satelliet zich van de aarde verwijdert, verricht de gravitatiekracht negatieve arbeid. Bij een hele omloop en bij de beweging tussen symmetrisch gelegen punten zijn die porties positieve en negatieve arbeid samen nul.
Hierbij is aangenomen dat de satelliet geen motor gebruikt, niet door de atmosfeer wordt geremd en dat de baan stabiel is zonder storing van andere hemellichamen.

Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft eenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)