Waarom kan dit perpetuum mobile niet werken? (hout)

[Kersentaart]

Als eerste, zal ik mij maar eens voorstellen. /

Ik ben Lennart,

ik ben 16 jaar oud en ik zit in klas 5VWO. Natuurkunde heeft mij altijd al wel geïnteresseerd,

alleen zit ik nu met een probleem waar ik niet helemaal uit kom.



Laat deze constructie bestaan, met een hééle kleine opening tussen het houten wiel en de bak water.

Een blokje hout gaat in water omhoog. Hoe komt het dan dat dit wiel natuurkundig gezien niet zou kunnen draaien?

Want er is toch een nettokracht omhoog bij het wiel?

Ik kom er even niet meer uit, ik hoop dat iemand me met dit vraagstuk kan helpen.

Alvast bedankt.

[Jan van de Velde]

..//.. het houten wiel en de bak water.

Een blokje hout gaat ..//..

Ik raak een beetje in de war met je termen "blokje" resp. "wiel".

We hebben het steeds over een massief houten wiel, zonder poespas?

[Kersentaart]

Ik raak een beetje in de war met je termen "blokje" resp. "wiel".

We hebben het steeds over een massief houten wiel, zonder poespas?

Ik bedoelde dat als je een blokje hout in een bak met water hebt liggen, dat hij dan omhoog gaat.

In dit voorbeeld gaat het inderdaad om een houten wiel.

[Jan van de Velde]

Stel dat een los blokje hout onderin die bak ligt. Als het omhoog gaat bewegen, gaat een licht voorwerp omhoog en een zwaarder voorwerp -in dit geval een hoeveelheid water- omlaag.

Per saldo gaat er dus massa omlaag. De potentiële energie van het hele systeem (blokje plus water) neemt af.

Denk hier even over na totdat je dát begrijpt (of vraag door totdat je dat begrijpt).

Kijk daarna met dat begrip nog eens kritisch naar je wielsysteem?

[Ruud1234]

Om even in te gaan op het houten perpetuum mobilee  voordat het door magneten werd gekaapt.
Stel dat dit massieve blokje hout had bestaan uit 4 spaken.
Later doen we er nog een oneindig aantal -4 spaken bij en dan hebben we weer een massief blokje hout.
1 spaak ligt horizontaal in het water.
Die spaak zal het wiel omhoog willen draaien.
De spaak onderaan moet echter het water ingeduwd worden, waar die eerst in de lucht zat.
Daar is kracht voor nodig, die de opwaartse kracht van de horizontale spaak tegenwerkt.
Het systeem bereikt een evenwichtsstand, met een onderste spaak die gedeeltelijk het water is binnengedrongen, maar die verdwijnt op het moment dat er een oneindig aantal staken in het wiel is gestoken en het is veranderd in een massief blokje hout.
Met die spaken wordt het nog wat inzichtelijker, als je aan het eind een plastic bolletje met lucht hangt.
Daarvan is wat nog wat duidelijker, dat je kracht op het systeem moet uitoefenen, omdat bolletje onder water te krijgen.

[Flisk]

Opmerking moderator

Discussie over het wiel met magneten afgesplitst naar hier

 

Stel dat dit massieve blokje hout had bestaan uit 4 spaken.

Later doen we er nog een oneindig aantal -4 spaken bij en dan hebben we weer een massief blokje hout.

Volgens mij is het veel makkelijker in te zien door gewoon naar de krachten te kijken. Hoe dieper je gaat hoe hoger de druk en hoe hoger de kracht op het oppervlak van het houten voorwerp, die kracht staat trouwens loodrecht op het oppervlak. In het geval van een wiel:

geenperp 658 keer bekeken

Je ziet dat het wiel wel naar buiten zal geduwd worden (schuin linksboven), maar er is geen netto draaimoment en dus zal het niet gaan draaien.

Je kan vormen bedenken zodat er wel een netto draaimoment is, zoals een vierkantje, maar gemiddeld gezien zal tijdens één omwenteling het draaimoment nul zijn. Dus alle energie die je wint zal je erna terug moeten gebruiken om het voorwerp rond te krijgen.

[Professor Puntje]

Om het wiel te laten draaien moet er een moment (t.o.v. de as) op werken, maar de vloeistof drukt overal tegen het wiel in een richting loodrecht op het plaatselijke oppervlak van het wiel. De resulterende kracht op het wiel zal dus langs een lijn door de as van het wiel werken, en dat geeft een moment gelijk aan nul ten opzichte van die as. Het wiel zal dus niet gaan draaien.
 
Edit: Ik zie dat Flisk mij voor was.