Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Kan een man in de ruimte in een ruimtepak zichzelf omdraaien door bijvoorbeeld met zijn armen te zwaaien ?

None

Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
978

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Ga op een draaibare bureaustoel zitten en probeer het hier op aarde uit: ja dat kan !

Door een arm plots te versnellen krijg je volgens de wet van Newton ook een tegenkracht. Omdat er niets is om je tegen te houden zul als gevolg van die reaktiekracht ook zelf om het centrale zwaartepunt heen gaan draaien. Omdat de meeste massa zich gewoonlijk in je lichaam bevindt zal dat punt zich ook in je lichaam bevinden en zul je dus om je as gaan draaien.

Toegevoegd na 11 uur:
Om aan alle discussie een einde te maken hier een video:
(Lees meer...)
Video:
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
Cryofiel
10 jaar geleden
Correct, maar dit is niet voldoende. Op je bureaustoel zul je naar links draaien als je je arm plots naar rechts beweegt. Maar als je je arm daarna terugbrengt naar de oorspronkelijke positie, zal je lichaam ook terugdraaien naar de oorspronkelijke positie. De enige reden dat dit op een bureaustoel niet gebeurt is dat de bureaustoel wrijving heeft. Specifiek: niet alleen frictie maar vooral stictie. Een frictie- en stictieloze bureaustoel zou terugdraaien naar de oorspronkelijke positie wanneer je je arm terug zou brengen in de oorspronkelijke positie.
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
Nee, de kracht van de versnelling brengt je alleen maar in beweging.
Je draait net zo lang door tot je omgedraaid bent, of je maakt een paar extra rondjes als je dat wil, en dan breng je jezelf met een tegengestelde beweging tot stilstand. En hopla, je bent omgedraaid ! :-)
Cryofiel
10 jaar geleden
Nee, dat kan niet. Althans, het kan alleen als je impulsmoment overdraagt van en naar de aarde, via (de frictie van) de bureaustoel. Daarom werkt dit alleen maar als je je arm heel geleidelijk versnelt en abrupt stopt, of juist heel abrupt versnelt en geleidelijk stopt. Ga maar na: voordat je iets doet, is je impulsmoment nul. Laten we zeggen dat je je arm naar rechts beweegt. Dan heeft jouw arm een impulsmoment naar rechts, en moet jouw lichaam dus een impulsmoment naar links krijgen. Stop je je arm, dan heeft je arm weer een impulsmoment nul. Jouw lichaam *moet* dan ook weer een impulsmoment nul hebben - tenzij er impulsmoment is overgedragen op de aarde (via de bureaustoel). Dóórdraaien kan dus niet. Dan zou jij (inclusief arm) namelijk een netto impulsmoment moeten hebben verkregen. Dat impulsmoment kun je alleen van de aarde hebben gekregen, want in een gesloten systeem geldt de wet van behoud van impulsmoment. Op een bureaustoel lukt het dus nog wel (dankzij frictie / stictie), in de ruimte zal dit echter niet lukken.
Thecis
10 jaar geleden
Cryo heeft wel een punt, het impulsmoment van het totaal is 0. Op het moment dat je je bewegingen tegengesteld maakt, zal je jezelf uitcancelen. Oze heeft wel weer gelijk in een ruimtestation, want daar is een atmosfeer aanwezig. Echter ging het de VS over iemand in een ruimtepak in de ruimte en de ruimte staat er om bekend niet zo heel veel atmosfeer te hebben.
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
Ho, ho... Voor dat mij antwoorden in de mond gelegd worden die ik niet heb gezegd: de atmosfeer in een ruimtestation heeft niets te maken met mijn antwoord ! Het gaat om het impuls-moment zelf waarmee je begint te draaien, en natuurlijk moet je een tegen-impuls geven om weer te stoppen. Anders blijf je draaien (en daar is inderdaad een verschil met een bureaustoel: door de wrijving stopt die vanzelf met draaien. Maar dat doet niets af aan het principe)
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Dus als ik je antwoord goed begrijp zal alle massa dat geen tegenkracht kent om z'n eigen as heen draaien? Want de Aarde draait ook om z'n eigen as heen, maar die kent toch wel tegenkracht? Hoe zit dat dan in elkaar?:)
Cryofiel
10 jaar geleden
De aarde kent wel een tegenkracht: de getijdenwerking die wordt veroorzaakt door de maan (en de zon). Door die tegenkracht neemt de draaisnelheid van de aarde langzaam af: de dag gaat geleidelijk steeds langer duren. Vanwege de wet van behoud van impulsmoment kan het niet blijven bij het langzamer gaan draaien van de aarde, want dan zou er impulsmoment verloren gaan en dat kan niet. Het verdwenen impulsmoment van de draaiing van de aarde wordt gecompenseerd door het in een ruimere baan komen van de maan: de maan verwijdert zich heel langzaam van de aarde. Die verwijdering gaat precies snel genoeg om te compenseren voor het afnemen van het impulsmoment van de aarde vanwege de afnemende draaisnelheid.
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Filmpje bewijst genoeg. +
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
@Oriana1998
In het simpele model van een draaiende massa in de ruimte klopt je veronderstelling inderdaad: wat draait, dat blijft constand met dezelfde snelheid draaien ! Ook de aarde ! Er is immers geen wrijving en daarmee ook geen tegenkracht. In het complexe model van de praktijk heeft de invloed van de getijdenwerking, veroorzaakt door de maan, inderdaad een remmende invloed op de snelheid waarmee de aarde rond draait. Zoals Cryofiel correct beschrijft worden daardoor de dagen op aarde steeds langer.
Thecis
10 jaar geleden
@Oze,
Goede toevoeging. Maakt inderdaad een einde aan de discussie. Ik dacht dat het niet zo gemakkelijk zou zijn juist vanwege behoud van impuls moment. Mijn fout, sorry.
Overtuigend bewijs, goed antwoord, mij overtuigd, kan helaas maar 1 + geven.
Thecis
10 jaar geleden
Maakt het hebben van een atmosfeer Ja of te Nee nog uit hiervoor?
Ozewiezewozewiezewallakristallix
10 jaar geleden
@Thecis
De invloed van de atmosfeer is hier verwaarloosbaar.
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Het filmpje was zeer verhelderend. Bedankt !

Andere antwoorden (2)

Ja, dat kan. Mits je het op de juiste manier doet.

Wijs bijvoorbeeld met gestrekte arm omhoog. Houd de arm stijf, en draai cirkels. Doe bijvoorbeeld alsof je rondjes tekent op het (imaginaire) plafond.

Jouw arm-plus-hand maakt nu een draaiende beweging. Arm-plus-hand heeft dus een impulsmoment. Maar als jij, als rondhangende ruimtevaarder, met niets contact hebt, is jouw totale hoeveelheid impulsmoment (impulsmoment is "hoeveelheid draaiing") constant.

Voordat je begon met "rondjes tekenen op het plafond" was jouw impulsmoment nul. Nu je rondjes aan het tekenen bent, moet jouw impulsmoment dus nog steeds nul zijn. Omdat jouw arm-plus-hand een bepaald impulsmoment heeft, laten we zeggen een positief impulsmoment, moet de rest van jouw lichaam een negatief impulsmoment krijgen. De rest van je lichaam gaat dus in tegengestelde richting draaien.

Nadat je lichaam ver genoeg is gedraaid, stop je met het bewegen van je arm-plus-hand. Je bent nu omgedraaid zonder je ergens tegen te hebben hoeven afzetten.
 

Toegevoegd na 3 minuten:
 
Je kunt ook om een andere as draaien. Door je arm naar voren te steken en op dezelfde manier met arm-plus-hand rondjes te tekenen op een imaginaire muur vóór je, kun je rond je navel draaien. Je kijkt uiteindelijk dezelfde kant op, maar je hoofd en je voeten zijn verwisseld.
 
(Lees meer...)
Cryofiel
10 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
"Nadat je lichaam ver genoeg is gedraaid, stop je met het bewegen van je arm-plus-hand. Je bent nu omgedraaid zonder je ergens tegen te hebben hoeven afzetten". Maar je moet wel een "anti" beweging maken, anders blijf je met dezelfde snelheid doordraaien.
Cryofiel
10 jaar geleden
Nee. Je blijft met dezelfde snelheid doordraaien zolang je met je arm "rondjes aan het tekenen" bent. Zodra je stopt met "rondjes tekenen" stopt je lichaam met draaien. Dit komt door de wet van behoud van impulsmoment. Op aarde lijkt het of je daarmee kunt sjoemelen, maar dat komt enkel door wrijving. In de ruimte heb je geen wrijving en kun je dus niet sjoemelen.
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Volgens mij verteld de wet van behoud van impulsmoment juist dat je de snelheid behoud, hieronder een copie-paste uit Wikepedia: De Wet van behoud van impulsmoment stelt dat als een voorwerp eenmaal in een bepaald tempo aan het draaien is, het de neiging heeft om die draaiing vol te houden. Er is een moment nodig (dus een niet-radiale externe kracht, een kracht die niet een centrale kracht is) om dat te veranderen. Wordt dat moment niet geleverd, dan kan er geen verandering zijn van het impulsmoment en wordt dat "behouden". Het is een van de behoudswetten waarop de klassieke mechanica is gebaseerd.
Cryofiel
10 jaar geleden
Dat is precies wat ik zeg.
Verwijderde gebruiker
10 jaar geleden
Het gaat hier niet om vanaf het stilstaan te beginnen te draaien maar gewoon de gerichtheid te veranderen zonder achteraf te blijven draaien. Zoals een vallende kat ook van richting kan veranderen.
De truk met die draaistoel wijt ik ook aan verschillende wrijving met lagzame en snelle bewegingen.
Ja.

En dat kun je zelf ook proberen door op een draaistoel te gaan zitten met je benen van de grond.
Je moet zorgen netjes zó rechtop te zitten, dat de zitting met jou erop soepel kan draaien.
Houd je armen allebei naar links gestrekt (dus de rechterarm steekt voor je borst langs ook naar links) en zwaai ze ineens via recht vooruit helmaal naar rechts toe.
De zitting en jij draaien daarbij een stukje naar links, en komen in die nieuwe gedraaide positie weer tot stilstand.
Als je nu je armen van rechts intrekt en vlak voor je borst langs naar links beweegt, kom je zonder dat de stoel terug gaat draaien weer in de uitgangspositie voor een nieuwe armenzwaai, waarbij de stoelzitting opnieuw een stukje linksom zal draaien.
Bij elke zwaai kan de stoel zo een stukje verder naar links draaien, tot ie helemaal rond is geweest.
Bij mij kom ik elke keer 30 graden naar links gedraaid uit.
En met een zware tas (10 kg) in mijn handen kom ik elke zwaai ongeveer 60 graden gedraaid uit.

In gewichtloosheid kan een ruimtevaarder ditzelfde en andere rotaties doen door armen en of benen te bewegen, voorzover een ruimtepak die bewegingen toelaat.
Het is zelfs zo dat in de ruimte van dit principe gebruik gemaakt wordt: door een aantal zware tollen (die in verschillende standen gemonteerd zijn) aan het draaien te hebben kun je de stand van een ruimteschip bijsturen door de toerentallen van die tollen (gyro’s of gyroscopen) in geringe mate te variëren.
Het voordeel is dan dat je daar geen stuurraketjes voor hoeft aan te spreken.
Het is namelijk nodig om een ruimtecapsule o.i.d. een beetje stabiel te houden, terwijl er mensen in bewegen. Anders zou het ruimtetuig (ik bedoel de capsule!) voortdurend ongecontroleerd van stand veranderen, en dat is voor bijvoorbeeld aardobservatie of aankoppelen aan het ISS erg hinderlijk.
(Lees meer...)
Bordensteker
10 jaar geleden
Cryofiel
10 jaar geleden
Wat jij doet is gebruik maken van de stictie van de stoel. Dat werkt niet in de ruimte, want daar heb je geen stoel en geen stictie.
Bordensteker
10 jaar geleden
Dank voor je reactie, maar volgens mij maak ik hier geen gebruik van de stictie.
Die is er natuurlijk wel, maar zonder zou het ook werken.
Als ik mijn armen naar rechts zwaai, doe ik dat met gestrekte armen.
Doordat ik mijn armen zo niet rond mijn lichaam kan verder zwaaien, moet ik stoppen als ze naar rechts gestrekt zijn.
Op dat moment stopt de ingezette beweging van mijn torso en de stoelzitting.
Nu komt het: daarna trek ik mijn armen in en beweeg ze met gebogen ellebogen vlak voor mijn borst langs naar links.
Dat is inderdaad niet precies door mijn zwaartepunt en dit zal bij geen stictie een kleine beweging terug rechtsom veroorzaken, ik neem aan dat je dat bedoelt.
Daarna herhaal ik de zwaai naar rechts met gestrekte armen.
Doordat ik het zwaartepunt van mijn armen nu weer ver van mijn torso houd, zal opnieuw een kortstondige draaiing naar links gebeuren. En om de armen weer terug te brengen accepteer ik weer een heel kleine draaiing naar rechts.
Uiteindelijk kom ik dus wel aan per keer een grote draaiing naar links en een veel kleinere naar rechts, en volgens mij draai ik per saldo dus duidelijk naar links.
De astronaut van het filmpje van Ozewiezewo zie je ook de armen strekken en intrekken bij elke slag. Het verschil is natuurlijk wel de stictie. Die kan ik hier op aarde stiekem gebruiken door mijn armen na elke zwaai heel langzaam gestrekt terug te bewegen. Dan gaat de stoel niet draaien, want die heeft wel enige ‘wrijving’, en in dit geval stictie.
De astronaut kan niet smokkelen, als hij zijn armen gestrekt terug zou zwaaien, al is het nog zo langzaam, dan draait zijn lichaam onverbiddelijk weer terug naar de uitgangspositie.
Cryofiel
10 jaar geleden
Oké, op die manier lukt het. In feite doe jij nu hetzelfde als ik, maar dan op een andere manier. Ik "tekende cirkels op het plafond", jij "tekent cirkels op de (hoge) tafel die voor je staat". In beide gevallen beschrijft arm-plus-hand een cirkel, rechtsom in jouw voorbeeld. Daarmee krijgt dat deel van het lichaam een impulsmoment rechtsom. Zonder frictie en stictie zegt de wet van behoud van impulsmoment dat de rest van je lichaam dan een impulsmoment linksom moet krijgen. Dat impulsmoment linksom blijft bestaan zolang arm-plus-hand een impulsmoment rechtsom heeft. De conclusie is dus dat het (bij afwezigheid van frictie en stictie) bij jouw methode niet nodig is je armen heel langzaam terug te bewegen: dat mag ook snel gebeuren. Je draait zelfs des te sneller linksom naarmate je ook de teruggaande beweging sneller maakt, omdat je dan des te meer impulsmoment rechtsom in hand-plus-arm hebt. Maar goed, ik denk dat we het eens zijn.
Bordensteker
10 jaar geleden
Bijna helemaal, en dat doet me deugd. Maar je voorlaatste zin (“Je draait zelfs des te sneller linksom naarmate je ook de teruggaande beweging sneller maakt, omdat je dan des te meer impulsmoment rechtsom in hand-plus-arm hebt”) begrijp ik niet. De draaibeweging stopt elke keer volledig na een 180 graden zwaai van mijn armen.
Of ik mijn armen daarna snel of langzaam vlak voorlangs mijn borst “terugvouw” en weer naar links uitstrek, heeft geen invloed op de (onderbroken) draaisnelheid naar links. Het onvermijdelijke terugvouwen zal bij afwezigheid van frictie en stictie een kleine draaibeweging naar rechts veroorzaken, onafhankelijk van de vlotheid waarmee ik mijn armen vouw altijd over dezelfde draaihoek. Dus alleen de tijdelijke draaisnelheid naar rechts wordt door de beweegsnelheid van mijn armen beïnvloed. Het is een beetje als met de spreekwoordelijke Echternach processie (in de uitvoering van vóór 1947: telkens drie stappen vooruit en dan twee achteruit): als je de stappen achterwaarts sneller zet, en niets verandert aan de stapsnelheid voorwaarts, ben je eerder in Echternach, want het verhoogt je *gemiddelde* reissnelheid over alle trajectjes samen.
Cryofiel
10 jaar geleden
De tijdelijks draaiing naar rechts wordt beïnvloed door de terugdraaisnelheid van je armen. Maar hoe ver je terugdraait naar rechts, maakt niet uit. Je draait altijd hetzelfde aantal graden terug naar rechts, de enige keuze die je hebt is of je die hoeveelheid graden snel of langzaam terugdraait. Hoe sneller je de onvermijdbare terugdraaiïng doet, hoe korter je in totaal bezig bent om je gewenste draaiïng naar links te bereiken. Je netto draaisnelheid (die naar links is) wordt dus groter. Dit was jouw manier van uitdrukken, als een serie van heen- en teruggaande draaiingen. Nu mijn manier van uitdrukken. In mijn manier van uitdrukken hebben je armen een impulsmoment naar rechts. Daardoor krijgt je lichaam een impulsmoment naar links (wet van behoud van impulsmoment), en ga je dus draaien. Hoe hoger het impulsmoment naar rechts van je armen is, hoe hoger ook het impulsmoment naar links van je lichaam zal zijn. Je verhoogt het impulsmoment van je armen door je armen sneller hun rondgaande beweging te laten maken. Vandaar dat je sneller klaar bent als je ook de teruggaande armbeweging sneller maakt. -- Volgens mij komen we, elk met onze eigen manier van uitdrukken, op dezelfde conclusie uit. Gelukkig maar, want de natuurkunde (en de realiteit) is onafhankelijk van de manier van uitdrukken. ;-)
Bordensteker
10 jaar geleden
Volmondig mee eens!
Gelukkig hoef ik dat niet uit te spreken maar slechts (tijdens het innemen) in te geven! Het broodje smaakt des te lekkerder nu.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000
Gekozen afbeelding
+