Energie

[RJ_]

Welke kracht wordt er dan groter?

Waarom is de hoeveelheid arbeid volgens de formule, die wel degelijk correct is, dan gelijk aan 0?

Let op, ik ben het met je eens dat het lopen van de ober op zichzelf als fysische arbeid kan beschouwd worden, maar mijn voorbeeld wilde gewoon uitleggen (aan de hand van de formule) waarom er geen arbeid verricht wordt ten opzichte van de plateau.  De plateau verplaatst zich weliswaar (horizontaal) omdat de ober er mee rondloopt, maar de vector van de op de plateau uitgeoefende kracht gaat wel degelijk vertikaal.

Tevens wil ik toch even opmerken dat we het hier over arbeid hebben zoals die gedefinieerd is in de natuurkunde, niet in het dagelijks leven...

Wat trek jij makkelijker weg? een kar van 50kg of een kar van 500 kg?

[Stephaan]

RJ,

om een kar voort te trekken moet je een horizontale kracht overwinnen :gewicht kar maal rolwrijvings-coëfficient. Bovendien is er ook de luchtwrijvings-weerstand die ook horizontaal is. Beide weerstanden liggen in dezelfde richting als de verplaatsing in tegenstelling met het gewicht van de kar dat vertikaal is.

Dus een zwaardere kar voorttrekken vergt inderdaad meer arbeid maar dat doet niets af van de vorige posts die het over andere voorwaarden hadden

[Anonymous]

Zelfde verhaal, er werd gesteld dat de ober door het plateau, afgezien van het feit dat hij hem op hoogte moest krijgen, geen arbeid verricht. Dat is onzin, hij moet extra arbeid verrichten om dat hij+plateau zwaarder is dan hij alleen.

[Stephaan]

Bij die ober gaat het toch ook maar om de lichamelijke arbeid. Dat is door Bart reeds zopas (11:21) uitgelegd. In de betekenis die natuurkundigen geven aan arbeid (anders dan lichaams-energie nodig om een kracht uit te oefenen) wordt er geen arbeid verricht door een voorwerp horizontaal in rechte lijn en met eenparige snelheid te verplaatsen.

Een intuitief bewijs dat dan geen (natuurkundige) arbeid verricht wordt om de plateau te verplaatsen is het volgende : vervang de ober door een wrijvingsloos karretje dat wrijvingloos rijdt in luchtledige.

Eenmaal in beweging zal dat karretje blijven rijden zonder dat er nog een kracht bij te pas komt in de richting van de beweging .

Volgens de definitie van arbeid (kracht maal beweging in de richting van de kracht) is er bijgevolg geen arbeid.

[wim600008149]

In de betekenis die natuurkundigen geven aan arbeid (anders dan lichaams-energie nodig om een kracht uit te oefenen) wordt er geen arbeid verricht door een voorwerp horizontaal in rechte lijn en met eenparige snelheid te verplaatsen.

Stephaan heeft gelijk en heeft dit goed verwoord.

Diegene die toch blijft beweren dat er, nogmaals enkel ten opzichte van de plateau, arbeid wordt geleverd (zie mijn voorbeeld) wil ik dan ook vriendelijk vragen dit te bewijzen gebruik makend van de formule

W = F x d x Cos( theta.gif )

[RJ_]

Diegene die toch blijft beweren dat er, nogmaals enkel ten opzichte van de plateau, arbeid wordt geleverd (zie mijn voorbeeld) wil ik dan ook vriendelijk vragen dit te bewijzen gebruik makend van de formule  

W = F x d x Cos( theta.gif )

Als de verplaatsing rechtlijnig is en de kracht is in dezelfde richting dan geldt dat de hoeveelheid arbeid gelijk is aan het product van de grootte van de kracht en de verplaatsing: W=F*∆x. De kracht in de richting van de verplaatsing wordt groter doordat a) de luchtweerstand groter wordt vanwege het plateau en b) de wrijving van de ober zijn schoenen groter wordt. Deze 2 factoren werken tegenovergesteld aan de verplaatsing en dus zal de kracht benodigd voor de verplaatsing groter moeten zijn.

Gebruik makend van de formule: F*∆x*1 < (F+∆F)*∆x*1 (mits ∆F positief is)

[wim600008149]

RJ, op zich heb je gelijk in wat je zegt, en nu begrijp ik veel beter je antwoorden op mijn vorige posts.

Ik heb al die verschillende factoren (luchtweerstand en wrijving) helemaal niet opgenomen in mijn model omdat ik enkel en alleen wilde duidelijk maken (aan de hand van een stom voorbeeld) wanneer we in de natuurkunde van arbeid kunnen spreken en wanneer niet.

Daarom wilde ik mij ook enkel en alleen focussen op de kracht, geleverd door de arm van de ober tijdens het in de hoogte houden van zijn plateau en NIET op de kracht waarover jij het al de hele tijd hebt, namelijk de kracht, uitgeoefend voor de horizontale verplaatsing van ober + plateau.

Als we het enkel hebben over de vraag of er al dan niet arbeid voortspruit uit de kracht, geleverd door de arm van de ober, dan maakt het zelfs helemaal niet uit of de ober in kwestie rondwandelt of niet. De kracht op de plateau geleverd door zijn arm levert geen arbeid zolang hij de plateau op een constante hoogte blijft houden omdat er dan immers geen verplaatsing (van de plateau) is in dezelfde zin als de (vertikale) krachtvector.

Er is enkel een horizontale verplaatsing van de plateau omdat de ober in mijn voorbeeld rondwandelt. Maar deze verplaatsing wordt veroorzaakt door een andere kracht dan degene waarover ik het dus de hele tijd had.

[Stephaan]

Geachte Mr RJ,

Dat de ober een lichamelijke inspanning doet om de wrijvingen tegen de lucht , tegen de grond en in zijn spieren te overwinnen, daar zijn we het toch al lang allemaal over eens.

Wat wij zeggen is dat het verplaatsen zelf, op de beschreven manier(horizontaal. enz) van een last geen arbeid vergt, hoe zwaar die last ook is.

[RJ_]

Dan zetten we het plateau op een karretje, ook dan wordt de hoeveelheid arbeid groter als je hem horizontaal gaat verplaatsen door meer luchtweerstand en wrijving.

Dus wordt er arbeid verricht ten opzichte van de plateau. Daarnaast vergt het verplaatsen zelf van een last horizontaal in normale omstandigheden wel degelijk arbeid.

[Stephaan]

Geachte Mr RJ,

ik vrees dat we op deze manier nog lang met elkaar kunnen blijven praten, terwijl we het eigenlijk akkoord zijn.

Ik tracht te je te overtuigen dat op zich zelf genomen, het horizontaal (enz.) verplaatsen van een last geen arbeid vergt.

Ik vermoed dat je daar eigenlijk mee akkoord gaat . Ben ik korrekt in dat vermoeden? . Je brengt echter wel steeds weer, wat ik noem randverschijnselen in beeld(wrijving, menselijke spierkracht ..) die wel arbeid vergen. Daarmee ben ik ook akkoord hoor.

Kunnen we die twee besprekingen eens gescheiden houden?

1° Arbeid of niet bij horizontale verplaatsing als natuurkundig verschijnsel.

2° Arbeid bij de manier waarop die verplaatsing in normale omstandigheden gebeurt.

Kort geleden had ik een poging gedaan om duidelijk te maken dat ik die twee diskussies van elkaar wou losmaken, toen ik schreef:

Een intuitief bewijs dat dan geen (natuurkundige) arbeid verricht wordt om de plateau te verplaatsen is het volgende : vervang de ober door een wrijvingsloos karretje dat wrijvingloos rijdt in luchtledige.

Eenmaal in beweging zal dat karretje blijven rijden zonder dat er nog een kracht bij te pas komt in de richting van de beweging .

Volgens de definitie van arbeid (kracht maal beweging in de richting van de kracht) is er bijgevolg geen arbeid.

Ik hoor graag nog je verdere kommentaar hoor

[RJ_]

Je brengt echter wel steeds weer, wat ik noem randverschijnselen in beeld

Kijk en daar gaat het mis, als ik het heb over iets banaals als een ober met een dienblad vind ik luchtledigheid en wrijvingloos randverschijnselen die er bij gehaald worden, het ging toch ook om een normale situatie? Als we zo gaan redeneren heeft een auto ook helemaal geen vermogen nodig om vooruit te komen. Laten we het zo stellen, hoeveel arbeid kost het om hat plateau met biertjes op te tillen als er geen zwaartekracht is?

Ik denk dat we er wel uit zijn.

[wim600008149]

beste RJ,

beschouw even de volgende situatie :

A 2-kg object is sliding at constant speed across a friction free surface for a displacement of 5 m to the right.



Vraagje : hoeveel Joules arbeid wordt er verricht door de twee afgebeelde krachten?

[RJ_]

Daar wordt geen arbeid verricht.

[wim600008149]

Inderdaad.

Stel je nou in plaats van die rode blok de plateau voor en ik denk dat we kunnen stellen dat door de kracht die de plateau op constante hoogte houdt inderdaad geen arbeid wordt verricht. Die andere kracht, die er voor zorgt dat de plateau zich horizontaal verplaatst heeft daar niets mee te zien. Dat is een totaal andere kracht waarover inderdaad een andere discussie kan worden gehouden...

[wkuipers]

Mag ik even terug komen op bijv. het verhaal van de ober!

Arbeid = energie in NM = energie in Joule

Moet de arm dan niet de zwaarte-energie van een voorwerp opheffen?

is dat dan niet de arbeid die de arm verricht?