Remmende auto

[raintjah]

Hallo,

ik weet het, dit zal wel een domme vraag zijn, maar ik kan er niet aan uit.

Ik was net nog een beetje aan het lezen over stelsels, behoud van impuls en noem maar op. Ik dacht dat ik het redelijk goed onder de knie had, tot ik zelf voorbeelden begon te zoeken.

Neem een auto (fiets, trein, noem maar op) en beschouw hem als een stelsel. De som van inwendige krachten is nul, waardoor inwendige krachten de impuls van het systeem niet kunnen beïnvloeden. Maar, ik duw nu op de rem, nu gaat de auto toch door inwendige krachten remmen? Oké, je kan nog zeggen dat mijn voet een uitwendige kracht is, maar beschouw dan de bestuurder als deel van het systeem.

Ik weet wel, je kan het verhaaltje doen rijmen door te zeggen dat door inwendige krachten de kinetische energie wordt omgezet in andere energievormen (vervormingsenergie, warmte-energie,...), maar hoe valt dat te verklaren aan de hand van impuls?

Bedankt

[Jan van de Velde]

Je neemt je systeem te klein. Door te remmen oefent je auto kracht uit op de aarde. Je systeem is hier dus auto plus aarde.

[raintjah]

Oké, maar daarmee weet ik nog steeds niet meer. Trouwens, waarom moet de aarde bij in mijn systeem?

[Jan van de Velde]

Omdat alles wat kracht uitoefent op je auto in dat systeem thuishoort. Anders kán het geen kracht uitoefenen. Denk je auto in de ruimte, in volle vaart vliegend richting Jupiter. Trap op je rem. Dat helpt niks, want er is voor je wielen niks om zich tegen af te zetten.

Op aarde staat je auto stil. Impuls 0. Veronderstel de aarde ook even als stilstaand (het is het referentiestelsel voor je auto, je auto staat stil t.o.v. de aarde). Impuls 0.

Trek je op, dan krijg je een impuls in één richting, de aarde een precies even grote impuls, maar in de andere richting. Totale impuls nog steeds 0 (want impuls is een vectorgrootheid, richting speelt dus een rol).

Rem dan weer af, alles wat je auto aan impuls verliest, komt ten goede aan de aarde. Die had echter een tegenovergesteld gerichte impuls. Wat hij er in autorichting bijkrijgt gaat er dus eigenlijk in aardrichting áf. De totale impuls is dus nog steeds 0.

Kortom, in het systeem auto-aarde blijft de totale impuls van het systeem steeds behouden. Nul.

[raintjah]

Dus, als ik rem met mijn auto, dan geef ik de aarde impuls? Vreemd

Je zei trouwens:

"Omdat alles wat kracht uitoefent op je auto in dat systeem thuishoort.". Maar, dan kan je die kracht toch ook gewoon formuleren als een uitwendige kracht?

[Jan van de Velde]

Ja, inderdaad, een remmende auto draagt zijn impuls over op de aarde. Niet vreemd, heel logisch.

Maar, dan kan je die kracht toch ook gewoon formuleren als een uitwendige kracht?

Ah, we praten langs elkaar heen. Sorry.

eens zien: in het systeem "zonnestelsel-auto" is die wrijvingskracht een inwendige kracht. De impuls in het beschouwde systeem "zonnestelsel-auto" verandert niet als gevolg van het remmen.

In het systeem "aarde-auto" is die wrijvingskracht een inwendige kracht. De impuls in het beschouwde systeem "aarde-auto" verandert niet als gevolg van het remmen.

In het systeem "auto" is de wrijvingskracht een uitwendige kracht. De impuls van het beschouwde systeem "auto" verandert wél als gevolg van het remmen.