Wet van behoud van energie

[biologiestudent]

Een schroefveer met een massa m staat rechtop een tafel. Veronderstel dat je de veer samendrukt met je hand en vervolgens weer loslaat. kan de veer dan van de tafel springen?

(licht je antwoord toe met behulp v/d wet van behoud van energie)

Het lijkt mij logisch dat de veer van de tafel zal springen, maar hoe leg je dit uit met de wet van behoud van energie?

De hand oefent een kracht uit op de veer, waarbij de veer dan denk ik de energie opslaat en deze energie dan kan gebruiken om 'weg te springen'..

alvast bedankt

[kleine fysicus]

Geachte,

Ik kan mijn reactie tot mijn spijt niet verbeteren met behulp van een formule, omdat ik daar een als 13-jarige nog geen les in heb gehad en twee dat niet mijn sterkste punt is. Wat ik u wel kan vertellen is dat de potientele energie in de ingedrukte veer tijdens het loslaten wordt omgezet in kinetische energie. Vervolgens blijft de veer op een bepaald moment weer stilhangen in de lucht en dan wordt de kinetische energie weer potientele, vervolgens wordt hij weer aangetrokken door de gravitatie naar de tafel/grond toe, waardoor de potentiele energie weer wordt omgezet in kinetische energie. Op het moment dat de veer op de grond ligt kan hij of zij, zijn energie afgeven in de vorm van warmte door bijvoorbeeld wrijving.

Met vriendelijke groet,

kleine fysicus.

[kleine fysicus]

Geachte,

Ik kan mijn reactie tot mijn spijt niet verbeteren met behulp van een formule, omdat ik daar een als 13-jarige nog geen les in heb gehad en twee dat niet mijn sterkste punt is. Wat ik u wel kan vertellen is dat de potientele energie in de ingedrukte veer tijdens het loslaten wordt omgezet in kinetische energie. Vervolgens blijft de veer op een bepaald moment weer stilhangen in de lucht en dan wordt de kinetische energie weer potientele, vervolgens wordt hij weer aangetrokken door de gravitatie naar de tafel/grond toe, waardoor de potentiele energie weer wordt omgezet in kinetische energie. Op het moment dat de veer op de grond ligt kan hij of zij, zijn energie afgeven in de vorm van warmte door bijvoorbeeld wrijving.

Met vriendelijke groet,

kleine fysicus.

Geachte,

Ik kan mijn reactie tot mijn spijt niet verbeteren met behulp van een formule, omdat ik daar een als 13-jarige nog geen les in heb gehad en twee dat niet mijn sterkste punt is. Wat ik u wel kan vertellen is dat de potientele energie in de ingedrukte veer tijdens het loslaten wordt omgezet in kinetische energie. Vervolgens blijft de veer op een bepaald moment weer stilhangen in de lucht en dan wordt de kinetische energie weer potientele, vervolgens wordt hij weer aangetrokken door de gravitatie naar de tafel/grond toe, waardoor de potentiele energie weer wordt omgezet in kinetische energie. Op het moment dat de veer op de grond ligt kan hij of zij, zijn energie afgeven in de vorm van warmte door bijvoorbeeld wrijving. Daarnaast moet je nagaan welke formule je van de volgende moet gebruiken:

Eerste hoofdwet voor eenvoudige, gesloten systemen met onveranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid (integraalvorm)

\( \delta_1^2 = \sum{Q}-\sum{W}\)

Eerste hoofdwet voor eenvoudige open systemen met onveranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid (integraalvorm)

\(\frac{M_{cv}e_{cv}}{dt}+\dot{m}_{uit}(e+pv)_{uit}-\dot{m}_{in}(e+pv)_{in} = \dot{Q}-\dot{L}\)

Veralgemeende vorm eerste hoofdwet, onderveranderlijke samenstelling (differentiaalvorm)

\(\ dU = \delta Q + \sum_i{x_idY_i}\)

Eerste hoofdwet voor eenvoudige, gesloten systemen met veranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid (differentiaalvorm)

\(\ dU = TdS - pdV + \sum_i{\mu_idn_i}\)

Ik neem aan dat we hierbij kiezen voor de Eerste hoofdwet voor eenvoudige, gesloten systemen met onveranderlijke samenstelling, enkel hydrostatische arbeid, omdat een veer een gesloten, onveranderlijk, eevoudige samenstelling heeft en hydrostatisch is. Toch?

Als ik onwaarheden heb verspreid hoor ik dat graag!



Met vriendelijke groet,

kleine fysicus.

PS. Nieuw bericht aangezien mijn aanpassing te lang duurde en ik niet meer kon veranderen.

[biologiestudent]

Amai, en dat voor een 13-jarige..

je uitleg klopt (behalve de formules, die zeggen mij niets..), er heeft inderdaad een omzetting plaats van potentiele naar kinetische energie en omgekeerd.

Echter, de formules die je geeft hebben volgens mij weinig te maken met behoud van energie..

Hetgeen ik eigenlijk zou willen weten is of de potentiële energie die de veer bezit wanneer deze is ingedrukt genoeg is om de zwaartekracht van de aarde te kunnen overwinnen en dus zo te kunnen loskomen van de tafel.

(de potentiele energie die de veer bezit als hij is ingedrukt moet namelijk even groot zijn als de kinetische energie die hij zal bezitten als je je hand van de veer haalt omdat naar mijn weten het hier gaat om een conservatieve kracht dus zaken als wrijving, warmteverlies, .. kunnen buiten beschouwing worden gelaten..

en dat vooral de 2de hoofdwet (newton) van toepassing is, en niet de eerste..

[Emveedee]

Ik denk dat het er helemaal vanaf hangt wat voor veer je hebt, en hoe ver je die indrukt. Je kunt je best voorstellen dat als je een grote zware veer hebt, en je drukt deze een klein beetje in en laat los, dat hij alleen een beetje zal wiebelen. En een klein veertje (bijv. uit een pen), zal waarschijnlijk veel sneller wegschieten.

Je kunt vast een formule hiervoor afleiden, maar deze zal vrij complex zijn denk ik.

Overigens die formules van de eerste hoofdwet van de thermodynamica zijn niet echt behulpzaam hier denk ik :eusa_whistle:

[biologiestudent]

Ik had ook al het vermoeden dat er meer nodig was.. (een veerconstante fzo ..)

Hartelijk bedankt

mvg

[kleine fysicus]

Geachte,

Misschien heb je hier iets meer aan;

Behoud van energie is een fundamenteel begrip in de natuurkunde. Voor een geod begrip moeten alle mogelijke vormen van energie worden beschouwd, inclusief warmte, beweging, straling, bindingsenergie en massa. voor een een eenvoudig systeem zoals een veer waarop een kracht werk di afhang van de positie is de totale uitdrukking van energie

\(U\)

:

\( U = 1/2mv^2 + V(x)\)

het eerste deel is het kinetsiche deel, dat de nselheid v in het kwadraat bevat en de beweiginsenergie aangeeft. Het tweede deel duiudt op de potentiële energie V(x), die van de positie afhangt. De kracht is minus de afgelijde van V(x), ofwel F(x) = -dV(x)/d(x). Als de potentiele energie snel stijgt of daalt, wordt de kracht groot. Uit Newtons wetten volgt dat de totale energie gelijk bflijft: dU/dt = 0. Dankzij dit inzicht leerden we beseffen hoe belangrijk energie is.



PS. Excuses voor de vele spelfouten, maar ik had niet veel tijd.

[Equations]

Ik kom op het volgende. Ik stel dat het massa-veer systeem los komt van de tafel als F_veer 0 is. Dit is op het moment dat de massa in de natuurlijke evenwichtsstand van de veer is. Stel dat de veer in de rusttoestand een lengte L heeft zodat deze toestand zich voordoet als de massa zicht op een hoogte h₀ = L bevindt. In de rusttoestand is de veer al ingedrukt door het gewicht van de massa. De veerkracht en het gewicht heffen elkaar dan op. In dat geval bevindt de massa zich op een hoogte h = h₀ - mg/k. Met een beetje inzicht en de wet van behoud van energie zie je dat de veer twee keer zover ingedrukt moet worden dan dat de zwaartekracht dat doet, om na een halve trilling de evenwichtsstand te bereiken (het punt waarop de veerkracht 0 wordt en het massa-veer systeem los komt van de tafel). Voor het loskomen geldt dus: h < h₀ - 2mg/k.

[biologiestudent]

Mij ontbreekt het aan fysisch inzicht..

Bedankt voor de uitleg, maar waarom moet de veer juist 2 keer zover ingedrukt worden?