sciencetalk

Iedereen weet wel dat we in de (klassieke) natuurkunde de wet van behoud van impuls hebben. Maar...... als je gas geeft in de auto, dan gaan de wielen draaien en beweegt de auto vooruit. Dit klinkt toch wel in strijd met de wet van behoud van impuls! Natuurlijk is dat niet zo, maar hoe wordt deze schijnbare tegenstrijdigheid dan opgelost?

(Deze vraag is bedoeld als "leukje", ik weet het antwoord dus al wel.)

Hij is leuk, maar ik ga hem niet verklappen.

Gelukkig, ik was al bang dat je het antwoord meteen zou geven.

Eigenlijk zou dit wel een mooie vraag voor de wetenschapsquiz kunnen zijn. Nou nog 3 antwoorden verzinnen die allemaal redelijk zijn...

Ik zet het antwoord in het wit hieronder, wil je zeggen of het klopt?



De aarde krijgt een impuls in de andere richting. Maar omdat de aarde zo groot is en zo zwaar merken we er niets van.

Jep! Dat is hem.

Leuk he: als jij vooruit rijdt, dan gaat de aarde (een ietsie-pietsie) in de andere richting draaien.

het kan misschien een heel domme vraag zijn, maar hoe wordt impuls behouden bij een harmonische trilling?

de wet van behoud van impuls .)

Kan iemand eens die wet uitleggen?

De tweede wet van Newton zegt dat de kracht die werkt op een voorwerp gelijk is aan de impulsverandering van dat voorwerp. Eigenlijk zegt hij dat bij een verzameling deeltjes (voorwerpen) de externe kracht (dus niet de krachten tussen de deeltjes) gelijk is aan de totale impuls van de verzameling. Als je het hele heelal nu beschouwd als een verzameling, zijn er geen externe krachten (buiten het heelal is er immers niets) en moet dus de impulsverandering binnen dat heelal behouden zijn.

Ik hoop dat dat goed uitgelegd was, want ik heb volgende week een tentamen over deze stof

Ik hoop dat dat goed uitgelegd was, want ik heb volgende week een tentamen over deze stof

Wat mij betreft krijg je een voldoende!

Toevoeging: in de klassieke mechanica geldt dat de impuls p gegeven wordt door de massa maal de snelheid,

p = m v

en voor een systeem van deeltjes geldt dus

P_totaal = SOM_i m_i v_i.

Omdat impuls een behouden grootheid is, kunnen niet alle interacties plaatsvinden die volgens de wet van behoud van energie wel mogelijk zijn.

Mooi voorbeeld:

Een bal(1) met massa 5 en snelheid 10 vliegt op een bal(2) in rust met massa 20 af. De kinetische energie in dit "kader" is 2.5*100 (1/2*m*v^2) =250 en na de botsing, zal bal(2) van 20 gaan bewegen. Maar volgens de wet van behoud van energie lijken er heel veel kombinaties van snelheden tussen bal(1) en bal(2) mogelijk moeten zijn. Toch komt er maar eentje voor.

De "uitweg" is hier dus door in te zien dat de m1 niet tot stilstand komt. Deze zal dus blijven bewegen (maar is wel van richting veranderd!) nadat hij op m2 gebotst is.

Je moet dan 2 vergelijkingen met twee onbekenden oplossen (*):

Behoud E: 0.5 * 5 * 10² + 0.5 * 20 * 0 = 0.5 * 5 * [v_1(na)]² + 0.5 * 20 * [v_2(na)]²

Behoud p: 5 * 10 + 20 * 0 = 5 * v_1(na) + 20 * v_2(na)

en dit is natuurlijk vrij eenvoudig op te lossen (je vind: v_1(na)=-6 en v_2(na)=4).

(*): De energie is volledig kinetisch: E = 1/2 m v²

Hier staat ook een mooi voorbeeld van het behoud van zowel energie als impuls.

Zo ook:

http://www.walburgcollege.nl/vakken/natuur...ision1D_nl.html

http://www.walburgcollege.nl/vakken/natuur...ision2D_nl.html

http://www.walburgcollege.nl/vakken/natuur...ollision_nl.htm