sciencetalk

Hoi,

Als ik in een auto rijd in een cirkel , dan ondervind ik een kracht die mij richting buitenkant van de cirkel wil duwen. Ik weet dat dit is omdat ik constant van richting verander en dat m'n lichaam (net zoals elk lichaam/voorwerp) de ogenblikkelijke richting wil volgen. Maar omdat deze constant veranderd (cirkelbeweging) zijn alle voorwerpen traag. Maar als ik nu in een cirkel rijd met een auto dan wil dit toch zeggen dat er een centripale kracht aanwezig is? Ik stuur de auto zodanig dat hij altijd rondjes rijd, de grip op de banden weerhouden mij er van om niet rechtlijnig te gaan bewegen. Maar is zijn deze 2 krachten (centripale en centrifugale) niet gelijk maar tegengesteld aan elkaar? Want de omtrek van de cirkel die ik volg veranderd niet dus dit wil toch zeggen dat er een evenwicht is tussen deze krachten? Net zoals bij sattelieten,ruimteveren,...

Waarom voel ik dan de centrifugale kracht en ben ik in een ruimteschip (in een vaste baan rond de aarde) gewichtloos?

Als je in een auto rondjes rijdt oefent de zijkant van de auto een kracht op je uit. En jij oefent een zelfde kracht uit op de wand, maar dan in de andere richting.

In een ruimtschip ligt het anders. Zowel jij als het ruimteschip maken een vrije val. Anders gezegd, de zwaartekracht zorgt er voor dat jij in een cirkelbaan gaat, en het ruimteschip hoeft geen kracht op je uit te oefenen om dat voor elkaar te krijgen.

Want de omtrek van de cirkel die ik volg veranderd niet dus dit wil toch zeggen dat er een evenwicht is tussen deze krachten?

Nee, want er zijn geen krachten en dus ook geen evenwicht ertussen. Die centrifugale "kracht" is geen kracht, die is er gewoon niet, gebruiken we hoogstens als een rekentruukje. Jij wilt eigenlijk gewoon rechtdoor zoals je zegt, en dus is er een kracht (die centriPETale) nodig om je uit je koers te brengen.

Waarom voel ik dan de centrifugale kracht.

Die voel je niet. In een auto voel jij alleen maar je stoel die je naar het middelpunt van je bocht probeert te drukken.

en (waarom) ben ik in een ruimteschip (in een vaste baan rond de aarde) gewichtloos?

Dat is alleen maar omdat je constant in een situatie van vrije val verkeert. Je valt door je (baan)snelheid loodrecht op die valrichting steeds de aarde voorbij.

Als die stoel me naar binnen wil drukken, waarom voel ik dan een kracht naar de buitenkant van de cirkel?

Als ik met een ruimteschip loodrecht vanaf het aardoppervlak naar omhoog zou vliegen tot in de ruimte, zou ik terug vallen als ik de raket uit zou zetten (heel simpel voorgesteld). Maar als ik op een bepaalde hooge begin te draaien en zo snel genoeg ga (met de kromming van de aarde mee) dat ik niet meer val wil dit toch zeggen dat de centrifugale kracht en zwaartekracht centripetale kracht) in evenwicht zijn?

nee, jij voelt GEEN centrifugale kracht.

Probeer eens onbevooroordeeld waar te nemen: Jij staat rechtop. Iemand duwt tegen je linkerschouder, en dus ga je naar rechts. Je voelt een kracht op je linkerschouder naar rechts, je voelt geen kracht naar links.

En nou onbevooroordeeld in die auto gaan zitten en die bocht nemen.

Maar als ik op een bepaalde hooge begin te draaien en zo snel genoeg ga (met de kromming van de aarde mee) dat ik niet meer val

Dit wil eigenlijk zeggen dat je continu gewoon valt.

Niet

dat de centrifugale kracht en zwaartekracht centripetale kracht) in evenwicht zijn

Er is maar één kracht in het spel, de centripetale, die je naar de aarde toe trekt.

Als je loodrecht op die valrichting geen snelheid hebt val je gewoon naar beneden (plaatje 1)

Heb je loodrecht op die valrichting een beetje snelheid, dan val je met een bochtje, maar kom je nog op aarde terecht

Heb je loodrecht op die valrichting véél snelheid, dan val je nog steeds, maar tegelijkertijd vlieg je aan de aarde voorbij.

Eigenlijk moet je dan elke fractie van een seconde weer ovenieuw beginnen rekenen met aantrekkingskracht, snelheid evenwijdig aan het aardoppervlak e.d. Uiteindelijk kun je dat tot een mooie cirkelvormige baan rekenen. Je bent continu in vrije val.

Maar de centripetale kracht is toch naar het middelpunt van de cirkel gericht, dus deze zou toch eigenlijk me naar binnen moeten trekken? Of zie ik dit helemaal verkeerd?

Maar de centripetale kracht is toch naar het middelpunt van de cirkel gericht, dus deze zou toch eigenlijk me naar binnen moeten trekken?

En dat is toch precies wat er gebeurt? Jij GAAT toch afwijken richting dat midden?

Ik kan me voorstellen dat het voor sommigen verwarrend is als ze voor de eerste keer in aanraking komen met rotatiebewegingen.

Het komt erop neer dat om een rotatie te hebben, er een kracht moet zijn die naar het centrum van die rotatie gericht is. Daar komt nog eens bij dat het roterend voorwerp een snelheid moet hebben.

Bekijk maar eens een emmer water die je rondslingert: je trekt de emmer steeds naar het midden (dit voel je ook). Het water in de emmer zou rechtdoor willen bewegen, maar de emmer oefent op het water een kracht uit die naar het centrum is gericht. Er is dus geen centrifugale kracht die het water naar buiten trekt.