sciencetalk

1) de appel slaat energie op, bewaart deze, waarna deze terug vrijkomt bij de val.

2) de appel slaat geen energie op, en krijgt energie tijdens zijn val.

Welke conclusie kies je?

Kies je conclusie 2, dan rijst de vraag: vanwaar komt deze energie?

M'n persoonlijk antwoord op deze vraag is: "van het voorwerp die de kracht veroorzaakt, in dit geval de aarde"

Beide correct, of beter, 1 is fout en twee niet volledig. Gewoonlijke redenering: de hoogte-energie zit in de appel. Dat wordt gemakshalve zo gesteld. Praat wel makkelijk. In het gangbare gesprek over dit onderwerp wordt 1 als correct beschouwd. En dat werkt in de praktijk prima.

Maar ook twee appels trekken elkaar aan. Ik ga met twee appels de ruimte in, zoek een hoekje met verwaarloosbare zwaartekracht van andere voorwerpen. Als ik nou de ene appel bij de andere wegtrek (optil t.o.v. de andere), in welke appel zit die zwaarte-energie dan? Dit werkt niet meer. Als je ze nu loslaat bewegen ze naar elkaar toe.

Wat dus beter zou zijn te stellen is dat die zwaarte-energie in beide appels zit. Dat is al dichter bij de waarheid.

De aarde oefent namelijk geen zwaartekracht uit op de appel. Dat is fout gezegd. Appel en aarde oefenen zwaartekracht op elkáár uit. Wat hier op het eerste gezicht het gekste aan is: je zou die toegenomen zwaarte-energie zelfs ½:½ over aarde en appel moeten verdelen.

Knoop een slappe veer en een stuggere veer aan elkaar. Trek het geheel uit. De slappe veer heeft een kleine veerconstante en een grote uitrekking, de stugge een grote veerconstante en een navenant kleinere uitrekking. Reken van elke veer de veerenergie uit en die blijken exact even groot te zijn. En samen opgeteld precies even groot als de energie je je besteedde om ze samen uit te rekken.

Daarom is het het slimst om te stellen dat die zwaarte-energie in het gecombineerde zwaartekrachtveld van de gezamenlijke voorwerpen verdwijnt. Er worden wat veldlijnen uitgerekt. Zoals je een veer uitrekt.

En ja, niet slechts de appel valt naar de aarde, de aarde valt ook naar de appel. Vanwege de traagheidswetten valt dat minuscule beetje dat de aarde richting appel valt niet op. Maar het is er wel. Als je het GEZAMENLIJKE massamiddelpunt als nulpunt voor h (hoogte) neemt, dan geldt feilloos m_aarde·g· Δh_aarde = m_appel·g· Δh_appel