sciencetalk

De vader van mijn vriendin heeft veel te maken met schilderijen. Bij het transport van de schilderijen gebeuren er nog wel eens ongelukken. De meest voorkomende hoogtes waar een schilderij van af valt zijn: 120 cm en 75 cm (vrachtwagen en tafeltje) De vraag van hem was hoeveel verschil in snelheid deze hoogte opleverd.

Om dit op te lossen heb ik de formules van de kinetische energie en de zwaarte energie gebruikt. ( er werd aangenomen dat het om een gewicht van 1 kg ging. ) Dat kwam uit op een snelheidsverschil van 1.8 kg.

Soms zit er echter een kist om heen, waardoor het gewicht 10 kg is. Toen ik hier weer mee ging rekenen, kwam ik (logischerwijs) op de zelfde snelheid uit. Wat voor mijn "schoonvader" natuurlijk belangrijk is: "welk schilderij word het meest beschadigt? die van 1 kg ( zonder kist ) of die van 10 kg ( met kist )" Hoe is dit het beste uit te rekenen? Hoe kun je het beste weergeven wat meer schade oploopt?

Iets van 10 kg komt toch wel harder aan? dan iets van 1 kg ook al valt het even snel? hoe geef je dit weer?

Nu ik dit type bedenk ik me dat arbeid misschien de manier is *pakt binas en een blaadje*

Hier valt weinig zinnigs aan te rekenen. Het is niet zozeer de massa die de schade bepaalt, maar de remweg, en de constructie van de kist.

Beschouw een goed gebouwde kist als een kooiconstructie met een kreukelzone daarrond. Laat die kist maar kreukelen, so what? Zolang het schilderij maar heel blijft. Precies de reden waarom dat in auto's wordt toegepast. Auto totall-loss na een botsing met 30 km/h? So what? Zolang de passagier zelf maar uitstapt met slechts wat schrik in de benen.

In dit geval gaat het om een kist die verder geen bescherming bied omdat, het verkeerd is ingepakt, maar alleen extra gewicht toevoegt. Kan ik dan bijvoorbeeld niet laten zien dat als iets van 10 kg van zo'n hoogte valt het harder neer komt dan als iets van 1 kg?

Helaas gaat dat niet zo eenvoudig. Er zijn uiteraard wel richtlijnen over hoe je iets moet verpakken zodat het minder schade oploopt bij een val, maar je moet het vaak toch proefondervindelijk testen.

Verkeerd verpakken kan het ook erger maken: als bijv een kist hebt waarbij het schilderij alleen aan de randen wordt vastgehouden, zal het bij een val op zijn platte kant erger beschadigen (breken) dan wanneer het overpakt op de grond landt.

Een goede manier is bijv iets binnen de kist verpakking in sluitend materiaal dat kan vervormen door de impact - je ziet dat bijv bij televisietoestellen die zo verpakt aanzienlijk meer mishandeling kunnen hebben dan zonder die bescherming.

Het schilderij versnelt sneller zonder kist dan met kist, omdat het gewicht niets uitmaakt (traagheid), maar het oppervlakte waar de lucht tegen "botst" wel. Als er een kist omheen zit wordt het oppervlakte natuurlijk groter, wat dus betekent dat hij meer luchtweerstand ondervindt, en dus langzamer versnelt...

Als er een kist omheen zit wordt het oppervlakte natuurlijk groter, wat dus betekent dat hij meer luchtweerstand ondervindt, en dus langzamer versnelt...

Dit is waarschijnlijk onjuist. Meer oppervlak leidt waarschijnlijk tot meer luchtweerstand (ik zeg waarschijnlijk om bepaalde aerodynamische configuraties uit te sluiten). Ik acht de kans dat de luchtweerstand met meer dan een factor 10 toeneemt onwaarschijnlijk. De massa van het geheel neemt wel met een factor 10 toe. De kracht van de luchtweerstand wordt dus verdeeld over relatief meer massa. Dit zal tot gevolg hebben dat de zwaardere variant in dit scenario net iets minder wordt afgeremd en dus sneller zal vallen.

Het verschil in snelheid zal echter niet noemenswaardig zijn. Wat veel meer invloed heeft is het verschil in energie. De kist is zwaarder en zal dus veel meer energie moeten dissiperen bij impact dan het schilderij alleen. Dit hoeft geen probleem te zijn als de kist maar zo ontworpen is dat deze de energie niet via het schilderij dissipeert.