E=mv^2 ?

[StrangeQuark]

@Dommerik:

Denk bijvoorbeeld aan het experiment van Joule:

[attachment=2677:Joule_27..._Scan_29.png]

Nu zou je in plaats van het gewicht wat naar beneden valt, het touwtje door de trein kunnen laten grijpen met een haakje aan de trein. De trein komt langs, grijpt het touwtje, remt af omdat deze de raderen in het water laat draaien, de raderen draaien en worden afgeremd door het water, welke warmte afgeven aan het water dat op haar beurt opwarmt. De hoeveelheid warmte in joule is de hoeveelheid joule in kinetische energie van het treintje (mits geen verliezen, iets wat practisch niet haalbaar is). De reden dat we over joule energie spreken is onderandere door dit geniale experiment.

Bron:

Dit plaatje komt van de Wik: http://en.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joule

Zij hebben het van: Harper's New Monthly Magazine, No. 231, August, 1869.

[ghrasp]

Maar 1 joule kun je toch steeds lezen als NM.

Joule meet je direkt niet door door de kinetisch energie van moleculen te bepalen maar met een calorimeter.

Bijv een temperatuurstijging met zoveel graad voor een bepaalde hoeveelheid materie (precieze hoeveelheden weet ik zo niet maar het principe is duidelijk (principe caloriemeter).

Kinetische energie meet je anders, die meet je direkt in NM.

Dus hoe zie je het verband ? Dat was de vraag die joule bezig hield vermoed ik

Joule ging daarbij uit van de relatie E=1,2 mV^2

Uit wikipedia :

"De joule is gedefinieerd als energie die nodig is om een massa van 100 gram (op aarde correspondeert dit met een kracht van 1 newton) 1 meter omhoog te verplaatsen".

Het experiment is bedoeld om tot een definiering van joules te komen, niet meer dan een definiering uitgaand (die aannemend) van de relatie E=MV^2 om zo een verband te leggen of beter te definieren.

Die definiering gaat van die relatie uit als aanname en dat maakt het tot een cirkelredenering als je het experiment aanhaald als "bewijs", experimenten worden dan tot geloofsartikel.

Als je beseft dat 'spierkracht' geen conservatieve kracht is, is je probleem volgens mij opgelost.

Als je bedoelt dat een conservatieve kracht een kracht is die niet resulteert in een bewegingsenergie dan toch wel in bijvoorbeeld vervormingsenergie.

Waarom zou er alleen energie nodig zijn voor het geven van een beweging ?

Het samendrukken van een tennisbal kost energie, het in stand houden van die vervorming kost energie en behoorlijk veel. Die energie moet ik dus op een of andere manier overdragen op de bal anders heeft het geen betekenis.

Hoe kun je echt serieus aan iemand uitleggen dat zoiets geen continue energie - en dus energieoverdracht - vraagt.

Moelijk zichtbaar misschien de beweging (verandering van beweging) maar die is er echt wel op microschaal.

[Phys]

Maar 1 joule kun je toch steeds lezen als NM.

1 Joule = 1 Nm, inderdaad (met een kleine m van meter).

"De joule is gedefinieerd als energie die nodig is om een massa van 100 gram (op aarde correspondeert dit met een kracht van 1 newton) 1 meter omhoog te verplaatsen".

Iets preciezer (Engelse wiki):

One joule is the work done, or energy expended, by a force of one newton moving one metre along the direction of the force.

Het experiment is bedoeld om tot een definiering van joules te komen, niet meer dan een definiering uitgaand (die aannemend) van de relatie E=MV^2 om zo een verband te leggen of beter te definieren.

Die definiering gaat van die relatie uit als aanname en dat maakt het tot een cirkelredenering als je het experiment aanhaald als "bewijs", experimenten worden dan tot geloofsartikel.

Ik verlies je hier. Waar is de cirkelredenering? Je hebt een theorie, en test deze met een experiment. Deze blijken overeen te komen. Niets aan de hand toch?

Als je bedoelt dat een conservatieve kracht een kracht is die niet resulteert in een bewegingsenergie dan toch wel in bijvoorbeeld vervormingsenergie.

Ik 'bedoel' de gebruikelijke definitie van een conservatieve kraht: de arbeid verricht door zo'n kracht is onafhankelijk van begin- en eindpunt.

Waarom zou er alleen energie nodig zijn voor het geven van een beweging ?

Wie beweert dat? Ben je het er niet mee eens dat het voor een mens energie kost om een treintje in beweging te zetten (een positieve versnelling te geven), én om het weer te vertragen (een negatieve versnelling te geven)?

Het samendrukken van een tennisbal kost energie, het in stand houden van die vervorming kost energie en behoorlijk veel. Die energie moet ik dus op een of andere manier overdragen op de bal anders heeft het geen betekenis.

Hoe kun je echt serieus aan iemand uitleggen dat zoiets geen continue energie - en dus energieoverdracht - vraagt.

Dit voorbeeld van een tennisbal is precies hetzelfde als waar we het al over hebben gehad. Je verricht geen arbeid op de bal wanneer je deze ingedrukt blijft houden (er is geen verplaatsing). De enige reden dat dit toch energie kost, is vanwege de (microscopische) werking van je spieren: ín je spieren is wel degelijk een verplaatsing onder invloed van een kracht, en dus wordt er arbeid verricht.

Moelijk zichtbaar misschien de beweging (verandering van beweging) maar die is er echt wel op microschaal.

Hopelijk doel je nu niet op de eventuele beweging van de tennisbal-rand, want die is natuurlijk volledig irrelevant. We gaan ervan uit dat je de tennisbal-rand perfect ingedrukt kunt houden. Dán kost het nog steeds energie vanwege de genoemde spierwerking. Je moet er geen overbodige zaken bijhalen. Als de tennisbal-rand een klein beetje zou bewegen vanwege de imperfecte controle van de menselijke spieren, is het helemaal logisch dat het energie kost: je oefent dan een kracht uit én er is beweging, dus je verricht arbeid.

[ghrasp]

Ik verlies je hier. Waar is de cirkelredenering? Je hebt een theorie, en test deze met een experiment. Deze blijken overeen te komen. Niets aan de hand toch?

Het experiment legt niet echt een inzichtelijke relatie tussen thermische energie (micro) en kinetische (macro, te zien).

Het is meer een soort definiering van het een ten opzichte van het ander uitgaand van E=1/2 mv^2 meet je de opwarming en je hebt een relatie die verder niet echt veel inzicht geeft in de relatie thermische en kinetische energie. Bovendien hier geldt hetzelfde principe. het gewichtje beweegt niet sneller tov het radje (of de aarde) dan andersom het radje/aarde tov het gewichtje. Het is afhankelijk bewegingstoestand waarnemer of het een meer beweegt dan het ander. Bewegingen van de grond waarop je staat zul je zowieso niet zo snel waarnemen omdat je meebeweegt.

Stel dat je zegt impuls is constant, dus bij een verhouding van zwaargewicht tov lichtgewicht geldt uiteraard dan dat dV voor het lichtgewicht in verhouding groot is en voor het zwaargewicht klein.

I1= I2 met 1 zwaargewicht dan volgt daar inderdaad uit dat E1 klein is in verhouding. Bijv V1 = 10 V2 dan geldt V1^2= 100 V2^2 Dus E1 veel kleiner. Maar wie of wat bepaalt wat meer beweegt, dat is standpuntsafhankelijk.

Ten tweede als je die redenatie volgt moet je dat ook consecquent doen bijv voor raket met straalmotor. Wat betekent dit daar voor het rendement bijv bij een raket in de ruimte? De massa raket is daar dacht ik behoorlijk groot in verhouding massa brandstof. Het rendement van zo,n voortstuwing wordt dan extreem laag immers wet behoud impuls aanhouden geeft dat V brandstoffen die worden afgestoten veel lager is dan V raket, omgekeerd evenredig met massa verhouding. Bij MV^2 is constant zou nog (voor zo,n motor) een nuttig rendement van vijftig procent theoretisch haalbaar zijn (die vijftig procent is dan ahw honderd procent bij het gegeven technische principe van zo,n motor). Het versnellen van die brandstoffen is uiteraard niet nuttig maar wel deel van het energetische proces.

Kijk, dat in geval van biljartballen wet behoud impuls geldt ok als me dat zo uitgelegd wordt snap ik dat...voor die situatie. Maar zelfs dat wordt al ingewikkelder als je het effect van zo,n bal meerekent. Speel een biljartbal met heel veel effect heel zacht tegen een band (stukje fietsband er op voor extra grip)

Moet je eens kijken hoe zo,n bal opeens versnelt vanaf een band. De band kun je vervangen door zware rubberbal en je ziet hetzelfde, je hele wet behoud impuls (in de zin van MV= constant) klopt dan al niet meer helemaal. Natuurlijk heb je ook wet behoud impulsmoment maar die klopt ook niet in zo,n geval, impulsmoment en impuls kunnen in elkaar overgaan.

Ik tafeltennis wel eens en dan hoort dit er gewoon bij, iemand die een heel zachte opslag geeft met extreem effect springt de bal weg van het rubber met een veel hogere snelheid dan waarmee die op het batje komt. Slaat iemand een harde bal dan kan ik het tempo eruithalen en omzetten in effect door de bal het batje (met bijna kleverig rubber, ik kan een bal ermee optillen) te laten schampen. Dagelijkse praktijk.

Zo stel ik me voor dat als je een zware slee wegduwt vanaf de kant van een ijsbaan dat je niet de aarde zult versnellen, (de afstand tot de zwaartelijn is daarvoor te groot) maar bijv wel de omwentelingssnelheid ervan iets beinvloedt, hetzij de ene kant op danwel de andere kant. Niet waarneembaar (de meeste waarnemers zullen ook met hun beide benen op de grond staan dus nemen dat ook niet waar met hun ogen (hoe sterk het effect ook in praktijk) maar zouden het in principe kunnen ervaren zoals je de versnelling door een lift ook niet waarneemt maar wel ervaart.

Quote

Als je bedoelt dat een conservatieve kracht een kracht is die niet resulteert in een bewegingsenergie dan toch wel in bijvoorbeeld vervormingsenergie.

Ik 'bedoel' de gebruikelijke definitie van een conservatieve kraht: de arbeid verricht door zo'n kracht is onafhankelijk van begin- en eindpunt.

Maar de energie die je spieren opwarmt ontstaat onmiddelijk met de actie in het lichaam zelf en gaat dus niet over naar het treintje en krijg je dus ook niet terug, het is geen energie die je eerst overdraagt en dan terug zou kunnen krijgen net zo min als je de energie die je aan je arm geeft overdraagt, die arm is een deel van jezelf.

Quote

Het samendrukken van een tennisbal kost energie, het in stand houden van die vervorming kost energie en behoorlijk veel. Die energie moet ik dus op een of andere manier overdragen op de bal anders heeft het geen betekenis.

Hoe kun je echt serieus aan iemand uitleggen dat zoiets geen continue energie - en dus energieoverdracht - vraagt.

Dit voorbeeld van een tennisbal is precies hetzelfde als waar we het al over hebben gehad. Je verricht geen arbeid op de bal wanneer je deze ingedrukt blijft houden (er is geen verplaatsing). De enige reden dat dit toch energie kost, is vanwege de (microscopische) werking van je spieren: ín je spieren is wel degelijk een verplaatsing onder invloed van een kracht, en dus wordt er arbeid verricht.

Hoe kan een energie die je spieren opwarmt (en die je vervolgens via zweten bijv aan de omgeving afgeeft) een uitwerking of werking hebben op die bal.

Quote

Moelijk zichtbaar misschien de beweging (verandering van beweging) maar die is er echt wel op microschaal.

Hopelijk doel je nu niet op de eventuele beweging van de tennisbal-rand, want die is natuurlijk volledig irrelevant. We gaan ervan uit dat je de tennisbal-rand perfect ingedrukt kunt houden. Dán kost het nog steeds energie vanwege de genoemde spierwerking. Je moet er geen overbodige zaken bijhalen. Als de tennisbal-rand een klein beetje zou bewegen vanwege de imperfecte controle van de menselijke spieren, is het helemaal logisch dat het energie kost: je oefent dan een kracht uit én er is beweging, dus je verricht arbeid.

Met microschaal bedoelde ik meer dat moleculen ook beweging in zichzelf hebben. De vervorming betreft mogelijk niet alleen de moleculen tov elkaar maar ook echt de moleculen zelf. Daarmee vervorm je de dynamiek ervan ook en je weet dat dat energie vraagt op macroschaal dus waarom niet op microniveau.

[Jan van de Velde]

Met microschaal bedoelde ik meer dat moleculen ook beweging in zichzelf hebben. De vervorming betreft mogelijk niet alleen de moleculen tov elkaar maar ook echt de moleculen zelf. Daarmee vervorm je de dynamiek ervan ook en je weet dat dat energie vraagt op macroschaal dus waarom niet op microniveau.

En wat dan nog? Bij de baksteen op de tafel treedt er best wel enige vervorming op. Punt is, als alles wat op iets anders drukt continu energie zou vragen, dan zou er na 14 miljard jaar toch ook al geen hemellichaam meer bestaan? Dan was alle energie in het heelal allang op.

[EvilBro]

Natuurlijk heb je ook wet behoud impulsmoment maar die klopt ook niet in zo,n geval, impulsmoment en impuls kunnen in elkaar overgaan.

Nee. Het heeft echter geen zin om te proberen dit aan je uit te leggen aangezien je weigert kennis te nemen van elementaire natuurkunde/wiskunde. Misschien helpt het als je een college volgt. Daarvoor hoef je tegenwoordig niet eens meer de deur uit. Zie deze. Probeer in ieder geval de eerste 27 minuten door te komen. Hopelijk snap je dan dat je ongelijk hebt.

[Dommerik]

Een biljartbal met effect tegen de van rubber voorziene rand van de tafel. Ghrasp sleept er nu thermodynamica bij, als ik het wel heb.

[ghrasp]

fietswiel hangt boven de grond en raakt de grond net niet. breng in flinke rotatie. Knip draad door. Fietswiel raakt grond met v is minimaal leg uit Mv = constant - los van wet behoud impulsmoment - ik ben benieuwd.

Misschien helpt het als je een college volgt.

Dan moet ik een boek lezen dan weer naar de bibliotheek dan een college volgen of minicursis er op naslaan, opmerkingen die stuk voor stuk off-topic zijn.

En wat dan nog? Bij de baksteen op de tafel treedt er best wel enige vervorming op. Punt is, als alles wat op iets anders drukt continu energie zou vragen, dan zou er na 14 miljard jaar toch ook al geen hemellichaam meer bestaan? Dan was alle energie in het heelal allang op.

Vraag : leg eens uit waarom een kracht de ene keer wel en de andere keer niet resulteert (of beter samen gaat met ) in beweging (het zichtbaar zijn of niet doet er principieel niet toe). Welke logica zit daar achter ? Waar gaat "absoluut geen beweging" - zo maar ineens - over in wel beweging (of verandering impulsmoment).

In de bibliotheek ?

Hoe verklaar je dat een kracht geen beweging zou geven ? Uit een tegenkracht uiteraard ok.

Maar waar komt die kracht vandaan ? uit de energie die je hebt. Maar waar haalt de tennisbal in zo,n geval de kracht vandaan?

Een biljartbal met effect tegen de van rubber voorziene rand van de tafel. Ghrasp sleept er nu thermodynamica bij, als ik het wel heb.

Daar zat ik wel aan te denken ja...

[EvilBro]

Vraag : leg eens uit waarom een kracht de ene keer wel en de andere keer niet resulteert (of beter samen gaat met ) in beweging (het zichtbaar zijn of niet doet er principieel niet toe).

Ga eerst maar eens zelf wat moeite steken in dit hele verhaal. Hier heb je kennelijk ook behoefte aan.

[Dommerik]

Ghrasp, je zaait verwarring. Verschillende halve voorbeelden door elkaar gebruiken, en dan een volgend half voorbeeld introduceren. Dan valt er geen zinnig woord te wisselen.

[ghrasp]

Citaatje link

5. Consequences of Newton's Third Law:

While an apple is falling towards the Earth, the Earth is falling (moving) towards the apple!

.

Bij dat experiment van joule vallen de aarde en dat voorwerp dus naar elkaar toe.

Maakt dat verschil je kan natuurlijk de aarde als rustpunt nemen en dan heb je dezelfde onderlinge beweging als wanneer je uitgaat van bovenstaande dat de aarde ook beweegt.

Klopt maar energetisch maakt het wel verschil, de energie van het systeem van het experiment op zich is niet alle energie.

Het water en het radje bewegen mee met de aarde, zijn er deel van dus geeft dat geen opwarming van het water.

Gemeten naar die opwarming alleen heb je dus maar een gedeelte van de energie.

[ghrasp]

Stel ik wil met zo,n radje (voor het gemak, er zit een vrijloopmechanisme in dus alleen de vallende beweging laat het draaien) en een gewichtje water gaan opwarmen door het gewichtje steeds omhoog te tillen (met vrijloopmechanisme) en vervolgens weer te laten vallen.

Volgens Newton beweeg ik niet alleen het gewichtje maar het gewichtje en de aarde (inclusief mezelf, het radje en het water) beweeg ik uit elkaar. Een deel van de energie gaat dus niet in het draaien van dat rad zitten immers de lineaire beweging voor radje en water is niet verschillend.

Of dat deel dan net zo groot is of niet ...?