sciencetalk

Ja, wat betekent arbeid en energie?

Arbeid is de kracht die je op een lichaam uitoefent om het een bepaalde afstand af te laten leggen.

Arbeid = Kracht x Afstand

Maar de definitie:

Energie is de mogelijkheid om arbeid te verrichten

Vind ik nergens op slaan, omdat je de hoeveelheid energie kunt meten, maar ik heb nog nooit gezien dat je een mogelijkheid kunt meten. Een mogelijkheid is een mogelijkheid, niets meer of minder.

Ik heb het internet nogal grondig afgestruind en besloot om het hier eens te proberen.

Zou iemand mij een goede uitleg van het natuurkunde begrip Energie kunnen geven?

Alvast bedankt!

Een mogelijkheid is een mogelijkheid, maar je kunt de mate waarin iets mogelijk is wel degelijk uitdrukken. En dat is wat je doet als je "de hoeveelheid energie" meet.

Vergelijkbaar: Je banksaldo is je mogelijkheid om goederen aan te schaffen. De hoeveelheid goederen die je kunt aanschaffen hangt samen met je banksaldo. Kun je een mogelijkheid meten? Misschien niet, maar de getallen op je bankafschrift vertellen je wel precies hoeveel je nog kunt kopen.

Als je moeite hebt met de gangbare definitie lees je dus beter: Energie is de mate waarin het mogelijk is arbeid te verrichten. Dan heb je meteen het kwantitatieve, meetbare karakter dat je vindt ontbreken in de definitie die je noemt.

Wat een mooie vraag. Prima manier om er over na te denken.

De uitleg met een banksaldo bevalt me erg (dankje Marko, staat genoteerd)

Zie het als een uitwisseling of in banktermen als een overboeking. Dat is altijd een afschrijving bij de ene en een bijboeking bij de ander. Bijvoorbeeld een werper en een catcher bij honkbal:

Een werper oefent bij zijn worp kracht uit op de bal, die kracht werkt over de afstand dat de werper de bal laat versnellen in zijn hand. W = F.s met F en s in dezelfde richting dus W positief. Positieve arbeid, dus de kinetische energie van de bal neemt toe. Deze arbeid heeft de bal energie gegeven, het banksaldo van de bal is verhoogd; de werper betaalt de bal

Het is de energie van de werper (banksaldo werper) die het mogelijk maakt om de arbeid te verrichten. Dat komt overeen met de definitie.

Als de bal wordt gevangen door de catcher, oefent de bal arbeid uit op de hand/arm van de catcher die een stukje achteruit beweegt om de bal te kunnen afremmen. De bal oefent net zoveel arbeid uit als zijn kinetische energie voordat hij werd afgeremd. Het banksaldo van de bal wordt verlaagd tot er niets meer over is: de bal betaalt de catcher.

De catcher oefent dezelfde kracht uit op de bal, maar tegengesteld gericht (3e wv Newton). Deze kracht van de catcher verricht negatieve arbeid (want de richting van de kracht is tegengesteld aan de richting van de verplaatsing tijdens het afremmen). Deze negatieve arbeid schrijft als het ware het saldo van de bal af.

De catcher ontvangt energie van de bal; hij wordt betaald. Hij doet daar niets nuttigs mee maar hij absorbeert het, uiteindelijk wordt het omgezet in warmte of (als hij pech heeft) beschadiging van zijn onderdelen.

Zie je dat het een uitwisseling is? Net als bij een afschrijving of bijboeking van een banksaldo: er is altijd iemand die betaalt en iemand die ontvangt. Er gaat in totaal geen geld verloren en er komt geen geld bij: dat is de wet van behoud van energie.

Als ik het goed begrijp:

Stel dat de catcher de bal daarna optilt tot een bepaalde hoogte. Tijdens dat optillen oefent hij een kracht uit op de bal, de bal die eerder de catcher betaalde, wordt nu door de catcher betaald. De bal heeft nu weer geld op zijn bankrekening staan. De catcher oefent arbeid uit op de bal.

Wanneer de catcher de bal echter weer loslaat, zal de bal vallen tot hij de grond raakt. Dit komt door de zwaartekracht. Deze oefent nu een arbeid uit op de bal.

Op het moment dat de bal de grond zal raken, zal de bal de aarde betalen en stil liggen.

Catcher -> $ -> Bal

Bal -> $ -> aarde

De aarde die zet het geld om in warmte neem ik aan en geluid geloof ik.

Klopt deze redenering dan ook?

Klopt tot in detail, het gaat inderdaad ook op voor zwaarte energie. Ik heb het gevoel dat je het door hebt. Belangrijker: heb je dat zelf ook?

Ja