Luchtweerstand

Merel stelde deze vraag op 03 november 2021 om 19:46.

Hoi allemaal,

ik heb een vraagje over de uitleg uit het boek:
Als de snelheid nog klein is, is er nog nauwelijks luchtweerstand. Alleen de zwaartekracht
werkt, zodat de bal versnelt met de valversnelling. Door de toenemende snelheid neemt de luchtweerstandskracht toe. Op een bepaald moment wordt de luchtweerstandskracht zo groot dat hij de zwaartekracht helemaal opheft. De resulterende kracht is dan gelijk aan 0. Volgens de eerste wet van Newton geldt dan a = 0 en v is constant.

Ik begrijp dat de luchtweerstandskracht > zwaartekracht. Maar daarna begrijp ik niet wat het boek zegt. Hoezo kan Fres 0 zijn? Een voorwerp heeft toch altijd een zwaartekracht naar beneden? Dus waarom kan alleen Fluchtweerstand werken en de enige Fres zijn?

Merel

Reacties

Jan van de Velde op 03 november 2021 om 19:59

Merel

Op een bepaald moment wordt de luchtweerstandskracht zo groot dat hij de zwaartekracht helemaal opheft.

 dag Merel,

dit lees je verkeerd.
Het staat er ook een beetje knullig, net of die zwaartekracht verdwijnt.
Maar dat gebeurt niet zoals je zelf al bedacht.


4 "fotootjes" op verschillende opeenvolgende tijdstippen tijdens zo'n val met luchtweerstand:



https://phys.libretexts.org/Bookshelves/Conceptual_Physics/Book%3A_Body_Physics_-_Motion_to_Metabolism_(Davis)/08%3A_Skydiving/8.04%3A_Physical_Model_for_Terminal_Velocity

Engels FD = Fdrag = Flucht


foto 1: nog nauwelijks snelheid, dus nog verwaarloosbare luchtweerstand. Resulterende kracht = zwaartekracht. Maximale versnelling
foto's 2 en 3: toenemende snelheid, toenemende luchtweerstand, resultantekracht steeds kleiner, versnelling steeds kleiner.
foto 4: snelheid is zo groot geworden dat de luchtweerstand even groot geworden is als de zwaartekracht**. Resultantekracht = 0 . Geen versnelling meer, de parachutist valt verder met constante snelheid, in het Engels "terminal velocity"  .  

Voor een parachutist is dat rond de 200 km/h. Voor een veertje kan dat veel minder dan één kilometer per uur zijn. Voor regendruppels is dat afhankelijk van de grootte ergens tussen enkele km/h en 40 km/h. 

Tekst nu duidelijker?

Groet, Jan

** En dat is wat de auteur van dat boek wilde zeggen met dat die zwaartekracht was "opgeheven" . 

Merel op 03 november 2021 om 20:09
Dankje Jan,

Ik snap alleen een ding nog niet zo goed: foto's 2 en 3: toenemende snelheid, toenemende luchtweerstand, resultantekracht steeds kleiner, versnelling steeds kleiner. waarom dit?

Fres wordt steeds kleiner? Ik dacht juist groter. De luchtweerstandakracht neemt toe en de zwaartekracht blijft gewoon het zelfde toch? Hoe bereken je bijnier foto's twee en drie de resultante? Fres= Flucht-Fz of juist andersom? Ik raak even in paniek 


Merel
Jan van de Velde op 03 november 2021 om 20:14

Merel

Ik raak even in paniek 

 dat moet je NOOIT doen tijdens een natuurkundesommetje. Er is geen levensgevaar bij betrokken.

Even terug naar vmbo 4, nettokracht, plussen en minnen: zie bijlage

groet, Jan

Theo de Klerk op 03 november 2021 om 21:01
Een kracht resultante is de som van de individuele krachten.
Bij een vallend voorwerp zijn er 2 krachten:
  • de zwaartekracht: die blijft gelijk  (zeker binnen 100-200 meter hoogte). De richting is naar beneden en stellen we negatief
  • de luchtweerstand neemt toe met de snelheid (in feite met v2). De richting is naar boven, stellen we positief
De resultante  Fres = Fzw + Flucht  =  (vast negatief getal) + (groeiend positief getal).
De resultante is aanvankelijk negatief: je valt naar beneden.
Als de snelheid toeneemt neemt ook Flucht toe en de som van krachten minder negatief.
Tot zelfs 0.  En als de kracht 0 N is dan is de versnelling a = 0 m/s2 en dat betekent dat de snelheid van vallen niet verder verandert. De Flucht blijft dus gelijk. En die is op dat moment gelijk aan Fzw en tegengesteld. Samen nul.  Je valt nu verder met vaste snelheid.
Dat is het hele idee achter een parachute: de toenemende valsnelheid tot een vaste snelheid laten worden. En dan eentje waarbij je levend op de grond kunt komen.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft vier appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)