Beste Benny,

Nu wordt ik heel erg benieuwd wat jouw idee dan is. Het is niet makkelijk te formuleren maar waarschijnlijk kom je een heel eind in de richting.

Dus wil je opchrijven wat jij er van denkt. Dan helpen we je daarna verder (als dat nog nodig is).

Groet. Oscar

Ik stel me het volgende voor: Je zegt wel eens ik heb genoeg energie om dit of dat te doen, maar je kunt niet zeggen hoeveel energie je precies hebt. Heb je eenmaal je werk verricht, dan kunt precies aangeven wat je gedaan hebt en geef je daarmee ook gelijk het energieverschil aan tussen voor je aan het werk begon en nadat je het werk verricht hebt.

Moeilijker vind ik het verhaal worden als we het over elementen, protonen, neutronen en elektronen hebben. Alles is tenslotte hieruit opgebouwd. Je bent elke keer geneigd te zeggen hoeveel is de energie van bijvoorbeld een elektron of een proton.  

Beste Benny,

Goed gezegd! Wat je schrijft is bijna een definitie van energie. Iets heeft energie als het arbeid kan verrichten. De wet van behoud van energie zegt vervolgens dat de energie dan afneemt met een hoeveelheid die gelijk is aan de arbeid.

Eigenlijk is er niet veel meer over te zeggen. Energie is niet gedefinieerd. Alleen energieverschillen. Het lijkt niet mogelijk een toestand te vinden waarin de energie van een voorwerp echt nul is. Dus kiezen we voor onze berekeningen maar een punt waar we de energie nul noemen.

Overigens moet je je hier niet te veel zorgen over maken. Voor veel simpeler grootheden als plaats en snelheid geldt precies hetzelfde. Als je in een vliegtuig kijkt naar en glas water op je tafel zou je zeggen dat de snelheid nul is. Maar voor een waarnemer op de grond is dat heel anders. Maar als de waarnemer op de grond denkt dat het glas water op zijn tafel wel stilstaat vergist hij zich. Want de aarde draait om zijn as en om de zon, en ook de zon staat niet stil. De onmogelijkheid om een absoluut nulpunt voor snelheden aan te wijzen heeft Einstein geinspireereerd tot de speciale relativiteitstheorie. En gek genoeg geeft die nou wel een abolute notatatie voor energie, nl E = mc^2. Maar dat voert een beetje ver.

Nog wel een paar voorbeelden. Als een steen op de vloer ligt zou je zeggen dat de zwaarteenergie nul is. Maar als die vloer op de vijfde verdieping van een flat is kun je hem toch met een fikse snelheid naar beneden laten vallen.

Daarnaast is het ook onmogelijk zeker te weten dat je alle vormen van energie hebt meegenomen. De steen ligt wel stil op de vloer, maar in de bindingen tussen de atomen is heel veel energie opgeslagen. En nog meer aan de bindingen van de electronen aan de atomen. En nog weer veel meer aan de binding van de protonen en neutronen in de kern. En als je dan denkt dat een proton één deeltje is, dan vergis je je ook weer. Want die bestaat weer uit quarks die met nog meer energie aan elkaar vast zitten. En daarna weet ook de wetenschap het niet meer.

Des te mooier dat je voor allerlei toepassingen gewoon je eigen situatie als maatstaf kunt nemen en kunt zeggen dat de energie van de steen op de vloer nul is. Als je hem optilt wordt de energie negatief en als je hem van het balkon gooit wordt de energie negatief, etc. Je kunt heel veel berekenen zonder dat je rekening hoeft te houden met de atomen in de steen of met het feit dat de steen samen met de aarde om de zon beweegt, etc.

Het is wel heel handig dat je zelf mag kiezen wat je nul noemt. Maar het is ook verwarrend. Want als b.v. de atomen wel ineens een rol gaan spelen (b.v. bij chemische reacties) dan kun je makkelijk in de war raken.

Nou, ik hoop dat een van deze zaken je een beetje duidelijkheid heeft gegeven. Groet. Oscar.