Energie besparen tijdens het zwemmen dankzij de wetten van Newton.
Wekelijks ga ik zwemmen in een zwemclub in Borgerhout,
waarbij ik dan de opgelegde training volg van de zwemlestrainers samen met de
groep. Aangezien we in een groep zwemmen is het belangrijk dat iedereen in
dezelfde baan een gelijk tempo aanhoudt, anders zouden er teveel inhalingen
moeten gebeuren die dan weer de weg versperren voor de andere tegenliggende
zwemmers in de baan. In het water is het iets moelijker om vanuit rusttoestand
in beweging te geraken omdat men zich in water begint. Het vergt dus ook
redelijk wat energie en kracht om in het water vanuit een rusttoestand op gang
te geraken. Om dit energieverlies te verlagen stoot men zich steeds terug tegen
de kantmuur om terug opgang te geraken vanuit de rusttoestand. Na deze
afstoting ben je al in beweging en is het gemakkelijker om de snelheid zelf te
verhogen. Het afstoten tegen de muur van
de kant om de zwemmer naar voren te stuwen is een verschijnsel dat verklaard
kan worden met de 3de wet van Newton.
Als je je met je benen afduwt tegen de muur werk je een
kracht uit op de muur, opdat zelfde moment zal de muur ook kracht uitwerken,
maar in tegengestelde zin. De kracht in tegengestelde zin van muur is in zijn
geheel groter dan de kracht die de zwemmer uitwerkt op de kantmuur. Vandaar dat
de zwemmer naar voren wordt geduwd met
dezelfde zin als de krachtuitwerking van de muur. Hierdoor word je dus naar voren
gestuwd in het water als je je afduwt op de muur. Als de kracht van de zwemmer
groter zou zijn dan die van de muur zou de muur zich naar achter moeten bewegen
met dezelfde zin en richting als de krachtuitwerking van de zwemmer. Dit zou
kunnen gebeuren als je jezelf zou willen vooruit stuwen in het water door je bijvoorbeeld
af te zetten op een zwemboei. Deze zwem boei kan geen grotere kracht uitwerken
in tegengestelde zin dan die van de zwemmer, waardoor de zwemboei zelf naar
achter word gestuwd in de richting en zin van de krachtuitwerking van de zwemmer.
En de zwemmer zelf zal niet vooruit gestuwd worden.
Hetzelfde geld voor de sprong die men maakt van het
startblok aan de kant om in het water te springen. Hierbij duwt de zwemmer neer
met zijn lichaam op het startblok, waardoor het startblok in tegengestelde zin
een kracht uitwerkt die in zijn totaal groter is dan de krachtuitwerking van de
zwemmer. Hierdoor word de zwemmer dus als het ware de lucht in gelanceerd en
komt dan terecht in het water.
In het weekend ben ik naar de supermarkt gegaan om in nieuwe
producten in te kopen. Waarbij men meestal gebruik maakt van een winkelwagen om
de producten te vervoeren. Bij het verplaatsen van de winkelwagen moet er
kracht worden gezet op de handvaten van de wagen om deze vooruit te stuwen. Wat
ik opmerkte is dat indien de wagen leeg was ik minder kracht moest zetten op de
handvaten dan bij een gevulde wagen. Ook hoe meer producten er in de wagen
lagen hoe meer kracht er moest worden gezet op de handvaten. Dit verschijnsel
is verklaarbaar met de 2de wet van Newton. De kracht die ik op de
wagen zet is de inwerkende kracht en de producten en de wagen is de massa. De 2de
wet van Newton vermeld dat de inwerkende kracht evenredig is met de massa, dus
als de massa stijgt moet ook de inwerkende kracht stijgen. Hierdoor komt het
dus dat ik meer kracht moet zetten op de handvaten om de wagen voort te stuwen
indien er zich meer producten bevinden
in de wagen. Wat ik ook kan verklaren aan de hand van deze wet is waarom
ik steeds meer kracht moet bijzetten indien ik dezelfde snelheid wil halen als
bij de wagen die iets lichter was. Dus hoe zwaarder de wagen was des te meer de
snelheid die ontstaat uit de versnelling afneemt indien ik dezelfde kracht
inzet. Dit word verklaard in de 2de wet van Newton door het
onevenredige verband tussen de massa en de versnelling. Eerst moet ik de wagen
vanuit rusttoestand halen door deze te duwen en de versnelling te verhogen, als
ik de wagen steeds bijvul en duw met steeds dezelfde inwerkende kracht neemt de
versnelling steeds af. Dit verschijnsel kan dus volledig verklaard worden met
de 2de wet van Newton.
Tijdens de voetbaltraining van gisteren trainden we op penaltys. Toen ik mijn strafschop nam, trapte ik de bal helaas tegen de paal. Dus de strafschop leverde mij geen punt op, maar ik realiseerde me dat 1 van de wetten van Newton hier toepasbaar is. De 3de wet van Newton is hier functioneel, namelijk actie is reactie. De bal vliegt naar de paal, omdat ik er een kracht op uitoefen door erop te trappen. De kracht van de bal is niet sterk genoeg om de paal te verplaatsen of om het te breken, de paal is dus sterker, hierdoor wordt de bal teruggeduwd door de paal.
Verbouwen lukt enkel met het naleven van de wetten van de Fysica
Begin vorig jaar hadden we een huis gekocht die nog
gerenoveerd moest worden. Hieraan moesten we dan elke dag werken. Omdat ik
school had kon ik enkel in het weekend meehelpen met de verbouwingen. Mijn taak
tijdens de renovatie was het verwijderen van de verf en cement laag van de
muren. Omdat deze cement laag redelijk dik was moest ik barsten creëren d.m.v.
een hamer. De actie kracht waarmee ik op het cement moest slaan om die te
kunnen breken moest groter zijn dan de maximale kracht die het cement kon
omzetten in reactie kracht. Enkel als de actie kracht groter was dan de reactie
kracht barste het cement. Hierbij werkt de 3de wet van Newton: Actie
= Reactie. Als ik niet genoeg kracht zette op mijn hamer (actie) slagen, dan barste
de cement laag niet omdat deze dezelfde kracht terug kon creëren in tegengestelde
richting waardoor de hamer terug botst (Reactie).
In de vakantie ben ik naar de fitness gegaan met als doel om
mijn borstkas en biceps te trainen. Eén van de oefeningen die ik gedaan had,
was optrekken. Ik heb erover nagedacht en ondervond dat de 3de wet
van Newton hier van toepassing is: Actie is Reactie. De reden waarom de paal
niet doorzakte wanneer ik me optrok was omdat minder woog. Mijn lichaamsgewicht
is een kracht waardoor de paal een tegenwerkende kracht creëert. Dus wanneer ik
mezelf optrok (dus een kracht op de paal uitvoerde), duwde de paal met even
veel kracht terug. Moest de kracht hoger zijn dan de paal zou aankunnen, zal de
paal doorzakken.
Ik had
onlangs een nieuwe bureau aangekocht van Ikea, omdat ik alleen thuis was
besloot ik om het zelf in elkaar te steken. Om van de planken een bureau te
vormen moesten ze aan elkaar vastgespijkerd worden, hiervoor waren spijkers en
een hamer van essentieel belang. Om er voor te zorgen dat mijn bureau in de
verre toekomst niet uit elkaar zou vallen moest ik dus ervoor zorgen dat de
spijkers goed vastzaten, maar niet te diep zodat er barsten in de plank zou
komen. Ik moest dus met de juiste hoeveelheid kracht op de spijker slaan zodat
de plank niet zou barsten. Dit heeft te maken met de derde wet van Newton
(Actie is reactie), moest de plank breken zou dit beteken dat de kracht van de
hamer op de plank veel groter is dan de reactiekracht van de plank zelf. Nadat
ik alles in elkaar had gezet moest ik mijn bureau in mijn kamer zetten,
gelukkig waren er wielen vanonder waardoor ik mijn bureau kon duwen. Hiervoor
moest ik dus een kracht op het bureau zetten waardoor het bureau in beweging
zou komen, dit is dus de eerste wet van Newton (een voorwerp in rust blijft in
rust tenzij er een (uitwendige) kracht op werkt). Om het bureau sneller naar
mijn kamer te brengen duwde ik het sneller (meer kracht op zetten) waardoor het
versnelde. Dit had dus te maken met de tweede wet van Newton (een voorwerp in
beweging zal versnellen, vertragen of van richting veranderen als er een
resulterende kracht op werkt).
Nog maar enkele weken geleden hebben wij een poes
aangeschaft. Ze is afkomstig uit een asiel waar ze haar eerste 2 levensjaren
heeft doorgebracht. Hierdoor was ze de eerste dagen bij ons zeer schichtig, ze
rende alle kanten op om zich te kunnen verstoppen. Wat me hierbij opviel was dat wanneer ze van
rusttoestand in bewegingstoestand (spurt) veranderde, ze voor een halve seconde
zeer dicht bij haar startplaats plaats bleef. In deze halve seconde kon je haar
poten al volop met sprint snelheid zien bewegen. Terwijl je haar nagels kon
horen krassen op de grond. maar het tegenovergestelde gebeurde wanneer ze
daadwerkelijk aan het sprinten was en wou stoppen om bijvoorbeeld van richting
te veranderen. In plaats van te stoppen schoof ze nog enkele meters uit en kon
je haar nagels horen krassen op de grond. Dit evenement kan verklaard worden
met de wetten van Newton.
De eerste wet van Newton verklaard waarom de poes nog een
halve seconde op zeer dicht bij haar startplaats blijft wanneer ze van een
rusttoestand naar een bewegingstoestand (sprint) wilt overgaan. Het lichaam
wilt namelijk nog in rust blijven, waardoor ze moet opdrijven naar de
hoeveelheid kracht (sprintsnelheid) die groot genoeg is om de rust toestand te
verlaten. Het krassen van de nagels op de grond kan verklaard worden door de wrijving tussen de
nagels en de grond. Omdat de nagels van een poes zeer weinig grip hebben op hout parket, zal de poes ook
een grotere hoeveelheid kracht moeten opbouwen om zich te kunnen verplaatsen.
Wanneer ze zich zou bevinden op aarde (met genoeg begroeiing op, gras enz.
zodat de aarde een vaste structuur heeft door de wortels) zou ze aan haar
nagels juist een voordeel ondervinden. Met die nagels kan ze zich vastgrijpen
in de grond, waardoor ze veel meer grip heeft op grasland dan een persoon met
platte zolen.
Het uitschuiven van de poes kan ook verklaard worden met
deze eerste wet. Omdat ze juist zo weinig grip heeft op het parket, zal ze
bewegingstoestand ook moeilijker kunnen omzetten naar een rust toestand. Het
lichaam wil namelijk haar huidige toestand behouden, waardoor er een grotere
hoeveelheid kracht opgebouwd zal moeten worden. Om de huidige toestand te doen
veranderen.
In de krokusvakantie heb ik het openbaar vervoer gebruikt om
me te kunnen begeven naar de Universiteit van Antwerpen om daar enkele
proeflessen bij te kunnen wonen. Nadat lijnbus 36 uit de Kennedy tunnel kwam,
stond er enkele honderden meters verder een file. In deze file verplaatste de
bus zich zeer traag. Deze verplaatsing gebeurde namelijk in kleine schokken,
waarbij maar enkele meters werden afgelegd. Wat me opviel was dat deze schokken
die ik voelde als passagier bij het snel opdrijven van de motor waarna er op
een krachtige manier geremd werd. Was dat deze schokken veel krachtiger waren
dan die van een passagiers wagen. Deze schokken die veroorzaakt worden bij het
opdrijven en remmen berusten op enkele wetten van Newton. vandaar dat ik dit
evenement in verband breng met deze blog.
Als een bus in 1 richting rijdt of stilstaat (in rust),
steunt die bus op de 1ste wet
van Newton: het traagheidsbeginsel. Deze luidt: Ieder lichaam waarop geen
resulterende kracht werkt is in rust of voert een ERB uit.
Als de bus vanuit zijn rusttoestand wilt geraken zal hij een
kracht moeten uitvoeren, deze resulterende kracht moet groter zijn dan de
andere krachten die inwerken op de bus (lichaam). Om een verandering in de eerdere
toestand te doen ontstaan. Door deze eerste wet van Newton ontstaan ook de
schokken die je als passagier voelt. Deze ontstaan namelijk door de steeds
veranderend toestand van de bus. Als het lichaam van in rust naar de beweging
toestand veranderd, zal het lichaam ( bus en
de inzittenden) een overvloeiing van de bewegingstoestand ondergaan.
Daarom dat je als passagier naar achter geduwd lijkt te worden als de bus van
rust naar bewegingstoestand over gaat. Het lichaam lijkt in rust te willen
blijven bij deze overgangsfase, waardoor de passagiers deze overgang van
bewegingstoestand ook ervaren.
Auteur: Jairo Jamba
0
1
2
3
4
5
- Gemiddelde waardering: 1/5 - (11 Stemmen) Tags:Fysica, bus, lijn, wetten van Newton