Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter

Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

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

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Weergave uitklappen Voorafgaande berichten: Vogels in een vliegtuig...

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » di 13 sep 2005, 14:17

@Gast: Als de vogel vliegt zal er door de wervelingen van de lucht ook wel een aktie (druk) zijn op de zijwanden maar al de neerwaartse komponenten van de krachten zullen toch nog steeds naar beneden gericht blijven en het gewicht van het totale vliegtuig + vogel die er in rond vliegt blijft onveranderd.

Door je post dacht ik aan een graan silo. Daar wordt het gewicht van een groot deel van het graan ook door wrijving langs de zijwanden naar beneden geleid, en uiteidelijk naar de poten van de silo.

Niet het ganse gewicht van het graan drukt op de trechtervormige bodem van de silo . Maar daarom is dat gewicht van de rest van het graan niet verdwenen!

In het gesprek tussen Brinx en mezelf ging het wel over een zeer geringe gewichtsvermindering, door afkoeling, maar die was van een zeer veel kleinere grootte-orde die tot het gebied van de moderne natuurkunde behoort en die praktisch niet te meten is, alhoewel ze bestaat.

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Anonymous » di 13 sep 2005, 12:31

ik denk dat het gewicht verminderd omdat de neerwaartse druk wordt verdeeld over de wand van het vliegtuig. en dus zal er minder gewicht worden waargenomen

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » ma 29 aug 2005, 20:01

Brinx : Met de Links die je aanreikt zal ik inderdaad mijn zwart wit standpunt over energie en massa moeten herzien. Weer een van de zekerheden die uit mijn leven verdwijnt :shock:

Maar nog altijd liever korrekt zonder zekerheden dan verkeerd met verkeerde "zekerheden".

. Bedankt

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Brinx » ma 29 aug 2005, 19:38

Stephaan, mijns inziens is er dus geen omzetting van energie nodig om de hogere massa in het kopje heet water te meten. Zet de kopjes op ultranauwkeurige weegschalen en die met het hete water zal een groter gewicht aangeven dan die met het koude water (dit is praktisch niet haalbaar, maar dat maakt in principe niet uit). De links die ik postte beweren hetzelfde - de totale massa van een object is niet alleen afhankelijk van zijn restmassa (m0) maar ook van onder andere de chemische, thermische, kinetische en nucleaire energie die het bevat. Dit is dus niet slechts een of andere rekengrootheid, maar een te meten massa.

Heb je eventueel een bron waarin anders wordt beweerd? Het lijkt me interessant om hier meer over te lezen. Ik kan verder niet veel nieuws verzinnen om je te overtuigen. :shock:

Misschien wordt dit trouwens teveel offtopic - we kunnen het beste een nieuwe thread openen in dit subforum...

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » ma 29 aug 2005, 18:12

Brinx,

Ik heb geloof ik toch geschreven : ALS je de aanwezige energie (die dus verminderd is) zou omzetten in massa(gewicht) DAN zou inderdaad het gewicht verminderd zijn.

Maar die omzetting is alleen hypothetisch gebeurd. Ik herhaal dus dat ik beweer dat er geen verschil in massa zal zijn.Volgens mij is energie=energie(zonder massa) ofwel is het massa.Wat zou Einstein anders kunnen bedoeld hebben? Sorry als dat niet duidelijk was. Als je het even zo wil bekijken spreek ik mezelf niet tegen vind ik.



Met je laatste paragraaf ben ik het overigens akkoord. Een heet kopje water heeft potentieel meer massa dan een koud kopje . Maar dan moet je wel eerst de hogere energie die het bevat omzetten in massa ( E=Mc^2)en die bijtellen bij de koude massa die in het andere kopje ook aanwezig is

Als je het al of niet eens bent hoor ik dat graag hoor

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Brinx » ma 29 aug 2005, 17:40

Stephaan, ik ben bang dat je jezelf tegenspreekt! Je zegt dat je voor en (lang) na het hele experiment een massaverschil zou kunnen meten tengevolge van de energie die verloren is gegaan doordat de vogels chemische energie vrijmaken en deze als warmte het systeem verlaat. Maar tevens zeg je in je post dat deze potentiele chemische energie geen massa heeft wanneer deze nog opgeslagen is. Hoe komen we dan aan dat massaverschil?

Dus, of je moet beweren dat er een massaverschil te meten zal zijn en dat dus opgeslagen chemische energie massa heeft (die daarna weg is gestraald naar de omgeving als warmte en dus niet meer meetelt), of je moet beweren dat er geen verschil in massa zal zijn en dat daarom chemische energie niet meetelt als je massa bepaalt.

Ik denk dus dat alle vormen van potentiele energie (d.v.z. energie die omgezet kan worden in bijvoorbeeld elektromagnetische straling) een (weliswaar kleine) massa hebben. Volgens deze zienswijze bezit een heet kopje water dus ook een marginaal hogere massa dan een kopje koud water (met hetzelfde aantal watermoleculen erin dus). In het geval van de temperatuur van een object kan je dit afleiden uit het feit dat de massa van een object toeneemt wanneer zijn kinetische energie toeneemt. Warme deeltjes bewegen sneller, en zijn dus marginaal massiever.

Hier een link waarin het terloops wordt genoemd (Goed, het is een regeringssite - maar toch! :shock: ):

http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy9...99/phy99223.htm

"This relation between mass and energy was made most obvious

in the case of radioactivity, when one element changes into

another - the masses tend to be different, and the energy released

can be very large. The same applies to the nuclear fission and

fusion reactions, where the energy released can be determined directly

from the mass difference of the reactants. Now, this is actually

not really much different from the way in which the chemical energy

of molecules changes when molecules join and break up - there would

be an associated mass change as well. But the mass change for chemical

energy changes is so tiny that nobody had ever observed it, while

it is relatively easy to measure in the nuclear case." (ongeveer op de helft van de tekst)

Hier nog een link:

http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harriso...MassEnergy.html

"It turns out that all forms of energy are reflected in the total mass of the body. So although we have justified E = mc2 in terms of the kinetic energy, mass-energy equivalence is quite a bit more general." (vlak voor paragraaf 4)

Hoewel het bij nucleaire splijtingsreacties vrij duidelijk is (de energie wordt vrijgemaakt uit een klein deel van de massa van de kerndeeltjes, die dan ook zijn veranderd na de reactie), moet ik je het antwoord schuldig blijven wanneer het gaat om chemische energie. Misschien nemen de electronen lagere energieconfiguraties in na (bijvoorbeeld) een verbrandingsreactie? Ik weet het eerlijk gezegd niet. Heeft iemand daar een idee over?

[edit]: oh, ik geloof dat ik je post deels verkeerd heb gelezen. Negeer de eerste twee paragrafen van mijn epistel in dat geval. ;)

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » ma 29 aug 2005, 16:49

@Brinx, bedankt voor je uitvoerige en snelle reactie!

Ik waardeer je bezorgdheid om bij een model te onthouden dat een gesloten systeem dat ook werkelijk moet zijn. Ikzelf heb op 10 aug 4:44pm ook al een paar voorbeelden gegeven van externe invloeden die we verwaarlozen (maar daarom niet mogen vergeten dat ze bestaan).

Je schrijft en legt ook uit waarom, water minder weegt dan zijn samenstellende moleculen. Je legt er wel de nadruk op dat het om zeer kleine gewichtsverschillen gaat. Juist dat wil ik in vraag stellen. Ik denk namelijk dat energie(scheikundig gebonden of als warmte), geen gewicht heeft.

Hopelijk vind je mij geen wijsneus, maar ik heb eerlijk gezegd nog nooit gehoord dat er bij een exothermische reactie, of eigenlijk bij om het even welke gewone scheikundige reactie, massa verloren gaat die dan in de vorm van warmte door afkoeling zou verdwijnen (uit een gesloten systeem)

Die warmte- energie vertegenwoordigt inderdaad wel massa zoals je dat schrijft. Het verband tussen de twee is E=Mc^2 maar dat soort overgangen van energie naar massa of omgekeerd, heeft toch alleen maar plaats in kern physica. Ik denk dat zowel de scheikundige energie in brandstoffen als de warmte energie die vrij komt bij een reactie, er echt wel zijn maar in beide vormen(die natuurlijk even groot zijn) heeft die energie zelf geen enkel gewicht en telt ze dus ook niet mee om het gewicht van het systeem te bepalen.

Nu is er wel een punt waar ik je tegemoet kan komen: Na het overlijden vd vogels en na de afkoeling van het vliegtuig is er binnenin minder energie aanwezig dan voordien. Als je, met behulp van Einstein alle energie die in het vliegtuig aanwezig is voor en na, zou omzetten in massa, zou het vliegtuig nu wel iets lichter geworden zijn! Dus hier ben ik akkoord met wat je absurd kleine effecten noemt. Maar omdat die energie ervoor en erna toch geen massa of gewicht had en dus niet meetelde op de weegschaal is er geen enkele invloed.

Mag ik het nog zo eens zeggen : energie is volgens Einstein potentieel wel massa maar zolang het energie is, heeft ze geen massa.

Graag nog je reactie hoor.

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Brinx » ma 29 aug 2005, 00:59

Ja, zulk soort processen zullen geen merkbare invloed hebben op het gewicht dat de weegschaal aanwijst. De invloed van bijvoorbeeld kleine windzuchtjes langs het vliegtuig zou al groter zijn!

Maar als je het echt heel extreem precies wilt doen kun je zelfs zo'n miniem verlies van warmte niet toestaan. Twee moleculen water bijvoorbeeld wegen samen minder dan een molecuul zuurstof samen met twee moleculen waterstof, hoewel het nota bene om dezelfde aantallen en soorten atomen gaat! Het verschil is weliswaar belachelijk klein, maar het is er wel. Bij de reactie van zuurstof met waterstof tot water komt energie vrij, die vervolgens wordt kwijtgeraakt aan de omgeving wanneer het water afkoelt. Die kwijtgeraakte energie vertegenwoordigt strikt genomen ook wat massa. Analoog hieraan gebeurt dit ook met het vrijmaken van energie uit allerlei organische verbindingen bij de spijsvertering.

Natuurlijk begeef je je hiermee in het domein van de absurd kleine effecten, en zijn er nog wel honderden andere te noemen (getijdenkrachten, een persoon die langsloopt, etc). Vandaar die nogal strikte voorwaarde die ik erbij plakte. :shock:

Toch hebben al die kleine invloeden wel hun geldigheid. Je kunt je bijvoorbeeld voorstellen dat je het gedrag van een massa-veersysteem wilt voorspellen, maar dan zonder alle storende invloeden zoals luchtwrijving, energieverlies door opwarming van de veer wanneer die uitgerekt wordt, etc. Op die manier kun je een abstract model vormen van zo'n systeem en het gedrag ervan vrij nauwkeurig voorspellen. Maar in de werkelijke wereld kom je toch echt niet van al die vervelende bijkomstige effecten af - een ideaal massa-veersysteem bestaat gewoon niet (alhoewel je er verdomd dicht bij in de buurt kan komen)! En dus zijn de voorspellingen die je model doen nooit exact correct voor een werkelijke situatie. In de overweldigende meerderheid van alle gevallen is abstractie geen probleem, natuurlijk - maar het is toch verstanding om in je achterhoofd te houden welke vereenvoudigingen je hebt toegepast bij het opstellen van een model.

Maar goed, dat was dus de reden voor die pietluttige beperking. ;)

[edit]: woordkeus veranderd

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » ma 29 aug 2005, 00:27

Brinx Voor mij is het al van bij de eerste vraagstelling klaar geweest dat het gewicht op de weegschalen niet verandert zolang het een gesloten systeem is. Maar in de loop der maanden zijn er toch steeds weer forumbezoekers geweest die dat niet inzagen, ondanks alles wat Newton daar ook over te zeggen had.

Ik heb over je bericht een vraag. Ik ben van mening dat er toch wel sommige vormen van energie uitwisseling met de buitenwereld mogelijk zijn zonder dat het gewicht van het gesloten systeem verandert. Zo bijvoorbeeld zal de chemiche energie die vervat zit in de vet en voedselreseve van de vogels langzaam in warmte omgezet worden tot ze sterven. Dit verwarmt het vliegtuig maar vermits alle verbrandingsprodukten binnen blijven zal het gewicht niet veranderen, zelfs als het vliegtuig achteraf weer afkoelt.

Kalorieën, of zijn het Joules, hebben immers geen gewicht.

Ben je het daarmee eens of zie ik dat verkeerd?

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Brinx » zo 28 aug 2005, 23:27

Een vliegtuig op kruishoogte (10km+) voel je ook niet overkomen. Een zwevende helikopter op een paar meter boven de grond wel! (een vliegtuig dat op deze hoogte passert ook, maar ik wil iedereen afraden dit zelf te ondervinden).
Dat je de verplaatste lucht van het vliegtuig dat op 10 km hoogte vliegt niet voelt komt, doordat de neerwaarts gerichte snelheid van de lucht die langs de vliegtuigvleugels is gegaan in korte tijd zo enorm dissipeert, dat het effectief een enorme 'footprint' heeft: een zeer groot oppervlak, waarover de lucht een zeer kleine neerwaartse snelheidscomponent heeft. Deze snelheidscomponent is in dit geval zo klein, dat hij overstemd wordt door willekeurige andere luchtstromingen en thermische trillingen op kleine schaal. Hij is er echter wel!

Het grondeffect dat merkbaar is wanneer luchtvaartuigen op kleine hoogte vliegen of hoveren, verandert hier niets aan: het zorgt er slechts voor dat vleugels bij eenzelfde vliegsnelheid als gevolg van het grondeffect meer lift genereren dan ze zouden doen op grote hoogte. De totaal gegenereerde liftkracht blijft uiteraard hetzelfde voor een op constant niveau vliegend luchtvaartuig, of het nou vlak boven de grond vliegt of op 10 km hoogte. Anders zou er sprake zijn van verticale versnelling van het toestel in een van beide gevallen! Een vliegtuig dat gebruik maakt van het grondeffect kan gewoon wat langzamer vliegen dan een toestel dat hoger vliegt.

Overigens kreeg ik de indruk van de stelling van het probleem dat het vliegtuig zelf op de grond stond (op een stel weegschalen), en de vogels slechts vlogen? Mijn excuses indien dit niet het geval is, maar de situatie verandert er toch niet door.

Even voor de volledigheid de veronderstellingen erbij:

-de vogels vliegen in een stabiele vlucht (i.e. geen plotselinge collectieve hoogteveranderingen van de vogelzwerm binnen het vliegtuig waardoor het gemeten gewicht gedurende korte tijd zou kunnen oscilleren, hoewel slechts een klein beetje - denk aan de springende gorilla's)

-geen massa- of energieuitwisseling van het vliegtuig en zijn inhoud met de omgeving (dit is dan ook een echte indek-clausule!)

Afijn, ik krijg het idee dat mijn reactie toch een beetje mosterd na de maaltijd is! Waarom is men er nog steeds niet uit? Zo moeilijk is het toch niet :wink:

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Kris Hauchecorne » za 27 aug 2005, 14:09

Bevinden de lieve beestjes zich dus (gedwongen) in de buurt van een wand (maakt trouwens niet veel uit waar) dan is nog altijd (een deel van) hun gewicht meetbaar op de weegscheel. Bevinden zij zich op voldoende afstand, dan zal (naast een hels kabaal, vliegende veren en algemene chaos) slechts een gewapper van lucht het gevolg zijn
Niet volgens Newton. Inwendige krachten kunnen géén invloed uitoefenen op de resultante. Als dat wel het geval was zouden we ook onszelf kunnen opheffen. Bij een vogel die boven in de lucht vliegt beschouw je gans de atmosfeer en de aarde als gesloten systeem. Als je een denkbeeldige rondom de aanneemt, zelfs een grote, gaat dit niet meer op. In het vliegtuig zal het gewicht van de vogel altijd meegeteld moeten worden.

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » za 27 aug 2005, 00:06

Zo zijn we terug naar af!

Heeft een van de moderatoren de stamina om dit vraagstuk nog eens aan te pakken ?

"Vogels in een gesloten systeem" viert binnenkort zijn derde verjaardag. Het is toch niet wenselijk dat in een wetenschapsforum een vraag met een zo duidelijk antwoord naar "Theorieontwikkeling" zou verwezen worden. Of nog erger, als zijnde onbeslist een slotje zou krijgen.

DvR, BrO, Wouter Masselink, De Purpere Wolf en Bart hebben er in de loop der tijden reeds hun beste krachten aan gewijd.

AUB Probeer nog eens

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Anonymous » vr 26 aug 2005, 23:15

Als ik mag proberen een beetje licht in bovenstaande duistere chaos te schijnen stel ik nog maar een vraag: In welk type toestel vliegen deze zielig opgesloten vogeltjes eigenlijk?

Klinkt misschien als onzin, maar het is zeker wel van belang. De vraag is nemalijk of er rekening moet worden gehouden met het "Ground Effect". En (vliegtuig) vleugel produceerd op 2 manieren lift: Volgens Bernoulli als gevolg van drugverschillen boven en onder de vleugel, en volgens Sir Newton ten gevolge van verplaatsing van grote hoeveelheden lucht.

Bij een vogel komt daar nog een effect bij: door de beweging van zijn vleugels creërt hij lokaal sterke wervel stromen over de lengte van de vleugel, de extra drukverlaging hierdoor maak een vogel tot 5 maal zo efficiënt als een vliegtuigvleugel.

Het is inderdaad zo dat om in de lucht te blijven een vogel (laten we een kolibrie nemen; klein genoeg om in een cessna 152 te vliegen, en kan nog blijven hangen ook!) Een reaktie kracht op de omringende atmospheer moet uitoefenen om in de lucht te blijven, deze kracht moet inderdaad even groot zijn als het gewicht van de vogel, maar deze reactie gracht kan op verschillende manieren door de atmospheer warden opgevangen. Mits de vogel zich op voldoende afstand bevind van de vliegtuigwand (alle zijden; boven, onder en zij) zal de kracht resulteren in een wervel in de omringende atmospheer. Een vliegtuig op kruishoogte (10km+) voel je ook niet overkomen. Een zwevende helikopter op een paar meter boven de grond wel! (een vliegtuig dat op deze hoogte passert ook, maar ik wil iedereen afraden dit zelf te ondervinden). Waarom?, Ground effect. Wanneer de atmospherische wervels door een solide grens worden tegengehouden onstaat er een lokale luchtdrukverhoging. Deze luchtdrukverhoging is wel meetbaar door een weegschaal onder het vliegtuig.

Het berijk van dit grond effect is doorgaans gelijk aan een halve spanwijdte.

Bevinden de lieve beestjes zich dus (gedwongen) in de buurt van een wand (maakt trouwens niet veel uit waar) dan is nog altijd (een deel van) hun gewicht meetbaar op de weegscheel. Bevinden zij zich op voldoende afstand, dan zal (naast een hels kabaal, vliegende veren en algemene chaos) slechts een gewapper van lucht het gevolg zijn

Echt waar

MvG

Ikkeman

"the sky is no limit, Space has no limit"

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Stephaan » wo 10 aug 2005, 16:44

@Gast Ik had de vogeltjes alleen nog maar verkoold ; jij hebt ze meteen al verast, wat nog meer calorieën vrijmaakt in het vliegtuig op voorwaarde dat er genoeg zuurstof was.

Ik veronderstel dat je met het woordje "dalen" bedoelt dat het vliegtuig een beetje zwaarder gaat doorwegen op de weegschaal, (in verband met Archimedes' wet).

Met dat soort, enigszins verrassende grapjes kan je nog wel even doorgaan hoor!

Zo is het vliegtuig, zolang het warmer is, ook een beetje groter en verplaatst het meer omgevingslucht....

Als je de proef neemt op een dag dat er aldaar hoge luchtdruk heerst zal het vliegtuig lichter schijnen dan op een dag dat je in een lage-druk gebied zit. Dan moet je ook nog veronderstellen dat het gesloten systeem onvervormbaar is onder uitwendige of inwendige drukverschillen en ga zo maar door.

Laatste vraag : waarom heeft de vraagsteller het ganse gebeuren in een overigens stilstaand vliegtuig laten plaatsvinden? Het was toch veel eenvoudiger om een heel grote gesloten doos op een weegschaal te zetten. :shock:

Re: Vogels in een vliegtuig...

door Anonymous » wo 10 aug 2005, 14:10

Ok.. als je het vliegtuig dermate lang opwarmt, tgv de crematie, dan gaan de moleculen in de omgeving van het vliegtuig verder vanelkaar afstaan waardoor het vliegtuig enigzins zal dalen. :-)