F=ma

[cock]

F=ma
De tweede bewegingswet van Newton stelt dat de kracht om een massa te versnellen gelijk is aan: F=ma. Als men nu een massa van 1000 kg in de vorm van een kist wil versnellen, dan zal dit meer kracht vergen, dan het versnellen van een auto op wielen. Dit komt omdat de auto minder onderhevig is aan wrijving. Nochtans geldt voor beide situaties  dezelfde formule, en dus theoretisch dezelfde kracht. Nu is het aandeel van  massa vaak evenredig met dit van wrijving, maar zeker niet altijd, zoals bovenstaand voorbeeld illustreert. Een exactere formule zou kunnen luiden: F=wa, waarbij de w staat voor wrijving. De w vervangt hier de “inerte massa”.
Als de versnelling echter plaatsgrijpt op een helling, waarbij de massa verwijderd wordt van de zwaartekrachtsverbanden, waarin ze zich bevindt (verwijdering van een gezamenlijk massamiddelpunt die het deelt met andere massa’s, bv. Aarde), dan komt de massa (zware massa) wel om de hoek kijken en luidt de frormule F=ma cos am..
Als men de massa gewoon optilt, dan luidt de formule F=ma, en speelt de wrijving geen rol. Ook hier is de betrokken massa de zware massa, en is er geen nood aan het concept inerte massa.
Kunt u zich in deze redenering vinden.

[jwilbers]

Nee, ik ben het hier niet mee eens.
Dit is een nodeloos complex systeem omdat in F=ma altijd de Fres (Resultante Kracht) wordt gebruikt. Hierin zitten dus al je wrijving, hoeken en andere dingen.
De opmerking dat bij iets optillen F=ma wel geldt is dan ook alleen in perfect vacuüm, anders heb ik alsnog luchtwrijving (voor dingen die wij optillen niet interessant maar denk ik aan een raket)
 
De formule F=ma is meer dan afdoende!

[Anton_v_U]

F=ma
De tweede bewegingswet van Newton stelt dat de kracht om een massa te versnellen gelijk is aan: F=ma. 

 
Fout. Slordig geformuleerd. Het enige dat nodig is om een massa te versnellen is een resultante kracht. Groot of klein. De kwantitatieve beschrijving is de tweede wet van Newton die het verband geeft tussen massa, kracht en versnelling.  De tweede w.v. Newton kan worden gezien als de definitie van het begrip kracht - ik vrees dat je nog wat werk hebt te doen wil je deze laatste opmerking kunnen doorgronden. 
 
 

Als men nu een massa van 1000 kg in de vorm van een kist wil versnellen, dan zal dit meer kracht vergen, dan het versnellen van een auto op wielen. 

 
Heel erg fout. De resultante kracht bij dezelfde versnelling en dezelfde massa is gelijk. Punt uit, geen discussie over mogelijk, geloof het maar en laat het kritiekloos door je strot duwen en beweer nooit meer iets anders. 
 

 Nochtans geldt voor beide situaties  dezelfde formule, en dus theoretisch dezelfde kracht. Nu is het aandeel van  massa vaak evenredig met dit van wrijving, maar zeker niet altijd, zoals bovenstaand voorbeeld illustreert. Een exactere formule zou kunnen luiden: F=wa, waarbij de w staat voor wrijving. De w vervangt hier de “inerte massa”.

 
Het moet niet gekker worden. Wat een flauwekul. In de fysica hoort de linkerkant en de rechterkant van een vergelijking dezelfde eenheid te hebben. Als dat niet zo is dan staat er flauwekul.
 

Als de versnelling echter plaatsgrijpt op een helling, waarbij de massa verwijderd wordt van de zwaartekrachtsverbanden, waarin ze zich bevindt (verwijdering van een gezamenlijk massamiddelpunt die het deelt met andere massa’s, bv. Aarde), dan komt de massa (zware massa) wel om de hoek kijken en luidt de frormule F=ma cos am..

 
Ohja... het kan toch nog gekker.
In de fysica zul je nooit een cosinus tegenkomen met een argument dat een eenheid heeft. Getallen met eenheden mag je alleen vermenigvuldigen, delen, optellen aftrekken en machtsverheffen met een rationale macht. Anders heeft het resultaat op zeker geen betekenis meer. Sinussen, e-machten en zo kunnen alleen uit dimensieloze getallen worden getrokken - wat overigens best verhoudingen mogen zijn van grootheden met dezelfde eenheid.
 
 

Als men de massa gewoon optilt, dan luidt de formule F=ma, en speelt de wrijving geen rol. Ook hier is de betrokken massa de zware massa, en is er geen nood aan het concept inerte massa.

 
De tweede wet van Newton geldt altijd (behalve in relativistische omstandigheden maar ik raad je aan eerst maar eens klassieke mechanica te bestuderen voordat je helemaal in de war raakt). Bij verandering van beweging van massa 
 
 

Kunt u zich in deze redenering vinden.

 
Ik raad je aan eerst maar eens echt te verdiepen in de boeken en niet langer voor alles dat je niet onmiddellijk begrijpt een fantasieverhaal op te hangen. 

[cock]

Dag J Wibers, en Anton v.U:
Hartelijk dank voor de grondige analyse van mijn schrijfsel, ik zal er mijn voordeel mee doen.

Heel erg fout. De resultante kracht bij dezelfde versnelling en dezelfde massa is gelijk. Punt uit, geen discussie over mogelijk, geloof het maar en laat het kritiekloos door je strot duwen en beweer nooit meer iets anders.

Wat de resultante kracht zal zijn, abstractie gemaakt van wrijving, zwaartekracht, en alle andere mogelijke niet resultante krachten zal denk ik moeilijk proefondervindelijk getest kunnen worden, want dat zou een milieu vergen waar geen wrijving, zwaartekracht, etc... aanwezig zijn. Zo een plaats zal wel zeldzaam zijn in het heelal. Men kan moeilijk alle "niet resultante krachten" wegdenken.
Wat bracht mij tot bovenstaand "fantasieverhaal"? Het viel mij op dat het meer kracht vergt om een kist van 1000 kg te vertsnellen, dan om een wagen van 1000 Kg te versnellen. Nochthans volgens de formule van Newton, zou er evenveel kracht voor nodig zijn.
Maar als u het begip rsiduele kracht hanteert om dit fenomeen te verklaren, dan heeft u gelijk. Ik zal uw opmerkingen dan maar door mijn strot duwen en kritiekloos aannemen, en nooit meer iets anders beweren.
Maar ik vraag me wel af hoe men met zekerheid bij een versnelde massa kan bepalen wat die resultente krach wel is, hoe filtert men er de "niet resultante" krachten uit?

[Emveedee]

Als de resulterende kracht even groot is, zullen de kist en de wagen dezelfde versnelling krijgen. De kracht die je erin moet stoppen zal zeker groter zijn bij de kist, omdat de wrijvingskracht groter is. De wrijvingskracht staat in tegengestelde richting als de bewegingsrichting. De som van de duw- en de wrijvingskracht kan dus hetzelfde zijn bij de wagen en de kist, ondanks dat je harder moet duwen tegen de kist. Het is dus juist die som van de krachten die er toe doet. Uit welke 'deelkrachten' die som opgebouwd is, doet er niet toe.

[Anton_v_U]

Maar ik vraag me wel af hoe men met zekerheid bij een versnelde massa kan bepalen wat die resultente krach wel is, hoe filtert men er de "niet resultante" krachten uit?

 
De nauwkeurigste manier om de totaalkracht (resulterende kracht, resultante) te bepalen, is de massa in kg te vermenigvuldigen met de versnelling in m/s².
 
De totale kracht op een object is de kracht die hetzelfde effect heeft als alle krachten samen. Je mag dus alle krachten vervangen door de totale kracht zonder dat er iets verandert.
 
Wrijvingskrachten horen hierbij. Zoals Emveedee hierboven uitlegt kan de wrijvingskracht de duwkracht opheffen zodat de totale kracht nul is en de kist blijft staan. Het feit dat we op aarde altijd met wrijving te maken hebben, maakt het moeilijker de wetten van Newton te begrijpen,
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=Yf0BN0kq7OU

[cock]

Zoals ik de uitleg begrijp, is de nettokracht die respectievelijk de kist en de wagen doet vooruitgaan, de nettokracht. indien die nettokracht er niet zou zijn, dan blijven de betrokken voorwerpen staan. Is die nettokracht dan de fameuze "resultante"? Dus de resultante de kracht die de beide massa's versnelt als alle "weerstanden" (krachten die in tegengengstelde richting werken van de versnelling) , overwonnen zijn? Dus als die "tegenkrachten"  overwonnen zijn zou de formule f=ma voor kist en wagen een gelijke kracht als resultaat geven (en een gelijke versnelling)?

[Marko]

Je vraagt naar de bekende weg, maar ook in dat geval biedt Wikipedia, of een hoofdstuk in im het even welk natuurkundeboek, je het antwoord.

[Anton_v_U]

Dus als die "tegenkrachten"  overwonnen zijn zou de formule f=ma voor kist en wagen een gelijke kracht als resultaat geven (en een gelijke versnelling)?

 
Als de resulterende kracht gelijk is en de massa ook, dan is de versnelling hetzelfde.
Er is pas een resulterende kracht als de tegenkrachten overwonnen zijn. Anders is de resulterende kracht nul en verandert er niets.
 
Nog een vraag om te checken of je het ook echt begrijpt:
Een auto heeft zoals je weet last van luchtweerstand en rolweerstand.Zeker bij hoge snelheid overheerst de luchtweerstand. De auto rijdt met 150 km/h en de resulterende kracht is nul. Maak een schatting van de afstand die de auto nog rijdt voordat hij stilstaat.
 
(het gaat niet om een heel goede schatting maar het gaat om een heel goede redenering)

[cock]

De geldende formule is F=ma, F is de netto kracht. Als de netto kracht wegvalt is de formule 0=ma. ik veronderstel dat de versnelling uit de vergelijking mag geschrapt worden, want 0=ma lijkt een onzinnige bewering; zelfs voor mij. De massa kan je moeilijk schappen, maar dan rest 0=m, en dat gaat ook niet, want de auto zal wel blijven bestaan.
We kunnen ook veronderstellen dat er een ander mechanisme de wagen nog wat zal voortduwen, uit ervaring blijkt immers dat een auto, wiens motor uitvalt, nog eenige tijd blijft voortrijden. Dus er blijft nog een kracht aanwezig, die nog een nettokracht veroorzaakt, maar niet zo mag genoemd worden. De impuls? De impuls= massaxsnelheid, dus een versnelling zit er niet meer in, maar de wagen blijft dus in zijn toestand van constante beweging. Maar de waarnemingen spreken dat tegen, want uit ervaring weten we dat de wagen stilaan zal stilvallen (als de weg vlak is!)
De impuls (P=mv) zal wel afgeremd worden door o.a. wrijving en rolweerstand. De  snelheid zal dus langzaam verminderen, naargelang die omzetting van impuls in o.a. warmte en mechanische vervorming.
Berekenen hoe ver de wagen nog zal rijden, laat ik aan andere mensen over. Ik poog namelijk fysica te studeren, niet om vraagstukken op te lossen, en de verschijnselen in een assenkruis op te sluiten en in cijfers om te zetten, maar om een dieper filosofisch inzicht te krijgen. Waarvoor mijn excuses.
Belangrijk is te zeggen dat deze redenering enkel opgaat als de weg vlak is (dus de bolvorm van de aarde volgt).

[tempelier]

Impuls omzetten in warmte??????
Wat zit daar voor filosofie achter?

[Bartjes]

Helaas cock, de moderne natuurkunde is niet te volgen zonder een flinke dosis wiskunde. Dat geldt zelfs voor iets simpels als F = m.a. In feite staat daar - voor constante m - de differentiaalvergelijking:
 

\( F = \mbox{m} . \frac{\mbox{d}^2 x}{\mbox{d} t^2} \)

 
Ook in het bijzondere geval dat F=0 staat daar beslist geen onzin. 

[Anton_v_U]

Vraagstukken zijn geen doel maar een middel om te controleren (voor jezelf) of je begrepen hebt wat je hebt geleerd. Verder bestaat er geen fysica zonder wiskunde.
 
Je hebt het nog niet begrepen. Terug in de boeken en meer vraagstukken. Als je fysica wilt studeren moet je de filosofie vergeten, geen keus. 

[Jan van de Velde]

Als de netto kracht wegvalt is de formule 0=ma. ik veronderstel dat de versnelling uit de vergelijking mag geschrapt worden, want 0=ma lijkt een onzinnige bewering; zelfs voor mij. 
 

da's helemaal geen onzinnige bewering

De massa kan je moeilijk schrappen, maar dan rest 0=m, en dat gaat ook niet,
 

precies, massa verdwijnt niet zomaar. Conclusie is dus dat die andere factor, a, versnelling (= verandering van snelheid) 0 moet worden.
 
En inderdaad, wat zien we, bij een nettokracht 0 verandert de snelheid van ons object niet.
We bewegen met constante snelheid. De gewoonste zaak van de wereld. 
 
let wel, nettokracht is het sommetje van alle krachten, zoals nettobezit ook het sommetje is van jouw bezittingen en schulden. Zijn je schulden even groot als je bezittingen, dan is je nettobezit 0.
 
nettokracht is in het geval van de auto de motorkracht minus de tegenwerkende krachten (rolwrijving en luchtweerstand) . Valt de motor uit, dan blijven slechts de tegenwerkende krachten over en neemt de voorwaartse snelheid dus af. 

[cock]

Impuls omzetten in warmte??????

Tempelier, dat is geen filosfie, maar fysica, een impuls verdwijnt niet, hij wordt in dit geval omgezet in o.a; warmte. Mocht dit niet het geval zijn, dan zou de auto blijven rijden, aan een constante snelheid, daar zal veel volk komen naar kijken (perpetuum mobile).

Ook in het bijzondere geval dat F=0 staat daar beslist geen onzin.

Bartjes; Ik zal het wel verkeerd voor hebben, maar mijn redenering is dat als de nettokracht, in dit geval geleverd door de motor stilvalt, dan is er geen netto kracht meer, en zou men inderdaad 0=ma moeten schrijven, de a valt logischerwijze weg, want er wordt geen netto kracht meer toegevoegt.  Maar de auto (de massa) blijft toch bestaan, rest 0=m, en dat lijkt me fout redeneert mijn simplistisch brein. Kunt u me dit verklaren zonder differentiaalvergelijkingen?

Conclusie is dus dat die andere factor, a, versnelling (= verandering van snelheid) 0 moet worden.

Ik zit met dezelfde vraag als bij Bartjes hierboven,  F=ma, F wordt nul, en de a wordt nul, nu rest 0=mx0, wiskundig juist, 0 is inderdaad gelijk aan 0, maar waar is de massa naartoe? Ik maak hier een fout, maar waar? Nog een vraagje, het optreden van de impuls is het gevolg van de inertie. Uit de literatuur begrijp ik dat inertie een inherente eigenschap van massa is.  Waarom is dit zo? Heeft dit te maken met kwantumfysica?

Valt de motor uit, dan blijven slechts de tegenwerkende krachten over en neemt de voorwaartse snelheid dus af.

Ik ben zo vrij van mening te verschillen.  De auto gaat nog verder onder invloed van de impuls, Er geldt behoud van Impuls (de massa behoudt in principe haar constante snelheid), die levert de nettokracht om de auto nog een tijdje aan de praat te houden, tot de tegenwerkende krachten het overnemen, en de impuls omgezet wordt in warmte en mechanische vervorming etc...dit onder involoed van de tegenwerkende krachten.