Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Is het mogelijk dat een steen in het water wordt gegooid en dat de druppels hoger komen dan de steen zelf was op zijn hoogste punt?

Inclusief wat formules wordt gewaardeerd!

Toegevoegd na 3 dagen:
Edit: Gooien is wat verwarrend. Laten we zeggen je laat de steen van een bepaalde hoogte omlaag vallen in het water.

Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
2.6K
Cryofiel
12 jaar geleden
Ja, dat is mogelijk. Je kunt het zelf proberen: steen niet gooien maar boven het water loslaten - dan is je hand op het hoogste punt van de steen. Goede kans dat je hand nat wordt, afhankelijk van vorm en grootte van steen. Een bekende truc is met een bal die je loslaat op een bepaalde hoogte boven de (harde) grond, waarna de bal vele malen hoger wegstuitert dan de beginhoogte.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
@Cryofiel, je truc met de bal is echt onzin. Dat zou betekenen dat de bal door op de grond te stuiteren ineens meer energie krijgt.
Met de steen en het water kan het wel, omdat de massa van het opspattende water veel kleiner is dat de massa van de steen.
Cryofiel
12 jaar geleden
Met de bal kan het ook - mits je twee ballen gebruikt. Probeer het maar: neem een basketbal of een (goed opgepompte) voetbal. Daarbovenop leg je een tennisbal of een andere kleine bal die goed stuitert. Het geheel (grote bal onder, kleine bal daarbovenop) laat je vallen. Kijk maar eens hoe hoog de kleine bal opstuitert!
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Ah; met 2 ballen ja... dan werkt dat wel. De wet van behoud van impuls werkt dan leuk me je mee.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Ik wou net zeggen, in eerste instantie dacht ik ook dat het onzin was (van Cryo). Eén bal laten kaatsen op de grond door hem te laten vallen van hoogte x zal nooit hoger dan x terugkaatsen. Zelfde idee als de test met de slinger van brainiac op tv, waar een sloopkogel voor iemands neus werd gehouden, heen en weer slingerde en hem uiteraard niet raakte. Cryo, kun je ook vrij eenvoudig uitleggen waarom? Het onderste antwoord m*g*h lijkt mij iets te voor de hand liggend.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Ik heb het uitgerekend in een antwoord.
Ik lees nu pas de reactie van Reddie hierboven, die eigenlijk al het juiste spoor wees: het geheim zit in het verschil in soortelijke massa van de steen en het water.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
... en je moet trouwens niet de formule voor potentiële energie gebruiken (m×g×h), maar de kinetische energie:
Ek = (m × v^2)/2
Dan kom je wel uit.

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

Antwoorden (5)

Ja je kan de steen ook van de zijkant erin gooien. Als je een zware steen hebt spatten de druppels water best hoog.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Ik vraag of ze hoger kunnen spatten, daarnaast zie ik geen enkel bewijs.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Ja, ze kunnen hoger spatten op de manier die ik heb uitgelegd.
Ja dat kan zeker, stel je gooit van een meter hoog, de steen met een behoorlijke snelheid in het water, dan komen de druppels zeker hoger dan die meter.

Omdat je de steen gooit, krijgt hij meteen al een hoge snelheid. Als je hem gewoon laat vallen is het een ander verhaal natuurlijk.

Toegevoegd na 2 minuten:
Het is natuurlijk wel van invloed hoe de steen het water raakt, als hij met een punt/hoek in het water valt dan snijdt hij meer in het water en zal het minder hoog opspatten dan wanneer de steen met een vlakke kant ook vlak op het water valt

Toegevoegd na 2 dagen:
Nog steeds ben ik van mening dat het heel erg veel uitmaakt hoe de steen het water raakt.. met punt, of vlakke kant.

Als je in het water duikt, zal er niet veel opspatten omdat je het water niet veel in verplaatsing brengt, maak je echter het welbekende bommetje, dan oefen je met dezelfde massa en snelheid veel meer kracht uit op het water, en spat het veel hoger op!
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Eventuele horizontale krachten hebben daar toch geen invloed op.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
als een steen recht naar beneden valt/wordt gegooit zijn er geen horizontale krachten toch, of wat versta je onder de horizontale krachten? (wind?)
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Uit jou verhaal lijkt het dat je bedoeld alsof je hem naar voren gooit. De vraag was vrij simpel en er had eigenlijk moeten zijn "vallen" i.p.v. gooien.
Ik zie het zo: Als de steen op het water komt, verplaatst hij een hoeveelheid water, gelijk aan zijn eigen volume. Omdat de steen (kinetische) energie overdraagt aan het water, spat het water omhoog. Dus heeft dezelfde hoeveelheid water dezelfde energie als de steen. Dat zou betekenen dat het water even hoog komt.
Nu hebben we alleen nog geen rekening gehouden met verliezen. Er is wat wrijving, en zoals al gezegd de manier waarom die neerkomt heeft ook nog invloed, dus die hoogte zal het water niet halen.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
In theorie wel. De steen heeft bij aanvang zwaarte-energie: Ez = m*g*h

Als deze al zijn energie afgeeft aan de waterdruppels hebben deze op hun hoogste punt ook dezelfde energie: Ez = m*g*h. Echter hun massa is/kan kleiner (zijn). Daarom zouden ze dus hoger komen.

Je moet wel nog rekening houden met verleizen en dat de steen ook nog snelheid overhoudt maar dan geldt het nog.

Vergelijk het met de circusact waarbij een zwaar iemand vanaf een trapladder op een wip springt en dan een licht iemand de hoogte in lanceert. Dit is hetzelfde principe.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Is it that simple? Zit natuurlijk wel logica in. Ik kijk het nog even na maar denk dat dit goed is!
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Ja en nee; als je door gaat rekenen kom je vanzelf bij de wet van behoud van impuls uit. Vloeistof dynamica is wat ingewikkelder dan dat maar het basisprincipe blijft hetzelfde.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Inderdaad. Vraag het me dus nog steeds af.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Graag niet alle anderen reacties een duimpje omlaag te geven. Best wel ego he?
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
idd nogal ego, maar dan geven we het duimpje omlaag toch gewoon terug ;) Nog steeds ben ik van mening dat het heel erg veel uitmaakt hoe de steen het water raakt.. met punt, of vlakke kant. Als je in het water duikt, zal er niet veel opspatten omdat je het water niet veel in verplaatsing brengt, maak je echter het welbekende bommetje, dan oefen je met dezelfde massa en snelheid veel meer kracht uit op het water, en spat het veel hoger op!
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Zo simpel is het niet. Als je "plat" op het water valt, oefen je juist minder kracht per vierkante cm uit, en met een duik juist veel meer, maar je zit hier ook met (zie reactie roepiroepi) vloeistof dynamica. Overigens blijft de kracht die je in totaal uitoefent gelijk.
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Verkeerde formule aangesproken, denk ik.
Je moet de kinetische energie berekenen, en dan kom ik wel uit, zie mijn antwoord onderaan.
Ja, dat kan, en zonder te veel formules te gebruiken is relatief eenvoudig uit te leggen... hoop ik... :-)

De steen met een bepaalde massa (m) en volume (v) raakt het water met een bepaalde snelheid (v). Hiermee kan je makkelijk berekenen wat de kinetische energie (Ek) ervan is:

Ek = (m × v^2)/2

Op het moment dat de steen helemaal in het water zit, wordt precies dezelfde volume water verplaatst (principe van Archimedes), en aan dat volume water wordt de kinetische energie van de steen overgedragen (dat is de 1e hoofdwet van de Thermodynamica, oftewel behoud van de energie)
Omdat de steen een hogere soortelijke massa heeft dan het water (voor een doorsnee steen ca. 2,5 g/cm3, en voor water zoals bekend 1 g/cm3), is de snelheid waarmee het volume water 'v' wordt verplaatst het wortel van 2,5 zo groot als de snelheid van de steen (die dezelfde volume 'v' had, maar 2,5 keer zoveel massa had)
Het wortel van 2,5 is 1,58 (zeg maar 1,6...), dus het water zal 1,6 keer sneller zich verplaatsen dan de steen.

Hiermee ga ik ervan uit dat 100% van de kinetische energie van de steen wordt overgedragen aan het water en dat deze energie wordt gebruikt om het gehele volume 'v' van water omhoog te laten spetteren.
Uiteraard zal dat niet zo zijn: je zal wat energie"verspillen" door luchtweerstand, water dat opzij spettert, frictie met het water, enz, maar die factor 1,6 zal dit ruimschoots compenseren, en enkele druppels zullen zeker hoger spetteren dan de hoogte waaruit je de steen liet vallen.

De vorm van de steen zal in grote mate bepalen in welke richting het water zal spetteren. Kwestie van uitproberen met welke steen krijgt je het meeste water omhoog gespetterd in plaats van opzij.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
12 jaar geleden
min...?
Dat zou ik graag uitgelegd willen hebben!!

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