Het meten van energie II
Benny stelde deze vraag op 20 mei 2007 om 17:50.Beste Oscar,
Ik had naar aanleiding van jouw antwoord nog een paar vragen en stel ze nu maar onder het meten van energie II, omdat bij het meten van energie I vragen en antwoord door elkaar was geraakt.
Vraag 1
Ik loop toch soms nog vast. Waarom zijn de energieen van atomen, protonen, elektronen etc. altijd positief. Waarom kunnen ze bv niet 0 zijn. Soms kan ik dat verklaren maar in andere gevallen weer niet. Je zei zelf ook al dat er nog niets was gevonden dat een energie van 0 heeft.
Vraag 2
Na langer nadenken toch nog een tweede vraag. Doordat snelheid en hoogte relatief zijn zijn de potentiele energie en kinetische energie van een voorwerp dus ook energieverschillen? Bij de gewone berekening zou je zeggen dat dit absolute energieen zijn zoals E=mc^2.
Al vast bedankt, Benny
Reacties
Dag Benny,
Als je de vraag zo expliciet aan mij stelt zal ik ook maar proberen hem te beantwoorden.
De energie van een deeltje hoeft niet positief te zijn. Sterker nog zoals je het normaal bekijkt is het meestal negatief (daar heb ik in mijn vorige tekst een beetje omheengekletst) B.v. de twee atomen van een zuurstofmolekuul zitten met een binding aan elkaar. Tijdens het vormen van het molekuul is er dus energie vrijgekomen. De energie van het molekuul zelf is dan (t.o.v. de losse atomen) negatief.
Maar, zoals gezegd, mag je zelf kiezen wanneer je de energie nul noemt. Als het je b.v. alleen om de kinetische energie van het molekuul gaat. Zul je de energie van het stilstaande molekuul nul noemen. Maar, als je vervolgens toch deze energie gaat vergelijken met een toestand waarin de twee atomen van elkaar gescheiden zijn, dan heeft die laatste toestand weer een positieve energie (terwijl je eigenlijk ook de energie van die toestand nul zou kunnen noemen).
Potentiele energie is in ieder geval relatief. Als je bv een opgave maakt waarbij een steen vanaf een toren omhoog gegooid wordt en dan naar beneden op de grond valt, zullen sommige mensen de energie op de grond nul noemen terwijl anderen de energie op de plek van het omhooggooien nul noemen. Beiden zijn correct en beiden leveren hetzelfzde antwoord (b.v. voor de maximaal bereikte hoogte of de snelheid waarmee de steen de grond raakt).
Ook kinetische energie is relatief. Je zult de kinetische energie van een pen op de tafel nul noemen. Maar je weet best dat hij (o.a.) met een snelheid van 40000km/dag om de aardas draait. Het is een klein wonder dat je dat kunt negeren en toch allerlei nuttige berekeningen doen. Het omrekenen van kinetische energie is overigens een stuk ingewikkelder dan van potentiele energie.
En dan. Het schoot mij te binnen dat E = mc^2 een stuk absoluter klinkt. Maar dat is bij nader inzien natuurlijk helemaal niet zo. Als jij met bijna de lichtsnelheid beweegt heeft de pen die voor je neus ligt voor een stilstaande waarnemer niet alleen een veel grotere energie dan voor jou, maar ook een veel grotere massa. Sinds de relativiteitstheorie is ook massa relatief. Aan de andere kant: Als ik een steen van 1 kg voor me heb weet ik met E = mc^2 wel hoeveel energie ik er maximaal uit zou kunnen krijgen (dat is heel veel trouwens). Hier moet ik langer over nadenken.
Uit al deze tekst kun je gerust opmaken dat dit een gecompliceerd onderwerp is. Zo makkelijk als je allerlei berekeningen met b.v. kinetische en potentiele energie kunt doen. Zo moeilijk wordt het als je gaat nadenken wat er werkelijk aan de hand is. Natuurlijk is het een prima oefening er over na te denken.
Ik hoop dat het iets duidelijker wordt. Maar zeker weet ik het niet. Groet. Oscar
Oscar bedankt voor de uitleg. Het blijft lastig met het redeneren, maar het is toch een stuk duidelijker geworden.
Benny
