Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Waardoor valt een zware bol eerder op de grond dan een lichte bol en in hoeverre speelt de lucht daarin een beslissende factor?

Een veel besproken en bekend verschijnsel is dat als je op aarde een exact gelijk voorwerp laat vallen terwijl het een een kilo weegt en de ander 10 kilo, dat dan de 10 eerder op de grond valt als die van 1. Op de maan zou dat anders zijn, daar zouden ze beide tegelijkertijd neerkomen omdat daar geen/minder luchtweerstand is.

Dacht altijd dat ik het wel begrepen had, maar als ik mezelf dan de vraag stel hóe de luchtweerstand dat verschil kan maken kan ik het niet goed uitleggen. Immers de vorm van de objecten is hetzelfde en ik dacht dat de netto kracht (zwaartekracht - traagheid) van beide objecten hetzelfde is. En als een voorwerp een gelijke kracht met een gelijk oppervlak heeft hoe kan dan de wrijving van de lucht daar toch verandering in brengen.

De weerstandskracht die bij beweging op het voorwerp werkt, is bij benadering te berekenen met onderstaande formule:

F = 0,5 p v^2 A Cw

Daarin is:

F de kracht die op het voorwerp werkt tijdens de beweging;
p de dichtheid van de stof waarin het voorwerp zich voortbeweegt;
v de relatieve snelheid van het voorwerp ten opzichte van het medium waarin het voorwerp zich voortbeweegt;
A de geprojecteerde oppervlakte van het voorwerp loodrecht op de bewegingsrichting;
C_w de weerstandscoëfficiënt, afhankelijk van de vorm van het voorwerp.

Waar in deze formule wordt dan het onderscheid gemaakt tussen de voorwerpen van 1 en 10 kilo? Of zit het probleem ergens anders?

erotisi
8 jaar geleden
1.4K

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

Antwoorden (2)

Dat is p, de dichtheid van de stof waarin het voorwerp zich voortbeweegt

Je moet je voorstellen dat de luchtmoleculen eerst aan de kant moeten voordat het voorwerp er voorbij kan. Een molecuul midden onder het voorwerp heeft niet alleen last van het feit dat het een grotere afstand af moet leggen, maar hij moot ook nog eens wachten tot al zijn buren uit de weg zijn.

De krachten die daar mee gemoeid zijn vormen de kracht van de luchtweerstand en werken loodrecht op de vallende beweging, die daardoor vertraagt.

Op de maan is geen (nauwelijks) lucht die aan de kant gedrukt moet worden. (p is vrijwel 0) De zwaartekracht heeft vrij spel en alle kracht kan ingezet worden voor de valversnelling.

Toegevoegd na 51 minuten:
N.a.v. je reacties: zwaardere voorwerpen drukken de luchtmoleculen die in de weg zitten met meer kracht, en daardoor met meer snelheid opzij. Hierdoor heeft het sneller ruimte voor zichzelf gecreëerd en kan het zwaardere voorwerp dus ook sneller vallen.
(Lees meer...)
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
erotisi
8 jaar geleden
Je zegt dus dat in niet even zware gelijkvormige bollen niet even snel vallen. Maar ik kan uit je antwoord niet goed aflezen waardoor dat nou eigenlijk komt? Ja door p, maar komt er dan toch een verschil want p is voor beide gelijk?
erotisi
8 jaar geleden
In https://nl.wikipedia.org/wiki/Valproef blijkt trouwens dat ze even snel vallen
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
Zie mijn aanvulling.
V.w.b. het filmpje, let op dat de verschillen vaak heel klein zijn en dat werkelijk gelijk vallen alleen opgaat in een vacuüm.
erotisi
8 jaar geleden
Zou het dan zo zijn dat de zwaartekracht niet saldeert met de traagheidskracht, waardoor de eerste toch groter is?
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Hoi Erotisi Doe de proef eens met stroop als medium waarin de voorwerpen vallen. Doordat stroop een grote wrijvingsweeerstand heeft zal het verschil tussen de lichte en zware bol echt flink zijn. (helemaal extreem als de volumieke massa van de lichte bol zodanig is dat ze blijft drijven) :)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Heb nog even gecheckt -- de wet van Stokes beschrijft het zakken van voorwerpen in een vloeistof, onder invloed van een aantal factoren waaronder weerstand. De grap is dat wat het verschil uitmaakt, het verschil is tussen de opwaartse kracht en de zwaartekracht. Die laatste kracht is bij een zwaar voorwerp groter; natuurlijk is er ook meer massa die in beweging moet worden gebracht. zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Wet_van_Stokes
erotisi
8 jaar geleden
Het blijkt inderdaad een verschil te maken volgens: "Een voorwerp dat door de lucht valt, ondervindt luchtweerstand, die niet afhankelijk is van de massa van het voorwerp, maar wel van de vorm, de afmetingen en de snelheid ten opzichte van de lucht. Een loden kogel en een plastic kogel van dezelfde afmetingen hebben bij een gegeven snelheid dezelfde luchtweerstand, maar ze vallen niet met dezelfde snelheid, omdat een kracht op een kleine massa een grotere vertraging veroorzaakt dan dezelfde kracht op een grote massa (conform de tweede wet van Newton)." https://nl.wikipedia.org/wiki/Valversnelling Maar kun je mij die laatste verwijzing naar newton uitleggen, want eigenlijk begrijp ik nog niet waardoor het verschil komt. En de opwaartse kracht blijkt weer afhankelijk te zijn van de valversnelling dus veel verder kom ik niet?!
erotisi
8 jaar geleden
Heb het antwoord al gevonden. Is natuurlijk heel eenvoudig maar moest dat even uit de hele context bekijken. En ja, zware objecten zijn nu eenmaal minder makkelijk van hun plaats te krijgen dan lichte objecten. En dat effect maar dan verwerkt in een opwaartse kracht werkt natuurlijk hetzelfde.
De luchtweerstand (kracht) is gelijk- bij gelijke snelheid. Maar de zwaartekracht (m.g) is bij de zware bol groter. De luchtweerstand is relatief kleiner bij de zware bol; die valt dus toch sneller.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden

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