Waarom gaat een ballon gevuld met helium in een remmende auto naar achteren?

G.M.J.J., 70 jaar
8 augustus 2012

Antwoord


Deze vraag lijkt mij zeer gelijkaardig met een reeds vroeger beantwoorde vraag.
vraag 20376

De ballon met helium is een zwevende massa, net zoals de helikopter in de andere vraag.

Reacties op dit antwoord

  • 14/08/2012 - G.M.J.J. (vraagsteller)

    Hoi Nico, Tegen welke ruit (voor of achter) vliegt de helikopter? Misschien is mijn vraag niet goed gesteld, want ik hou de ballon vast met een touwtje. Nu lees, en zie ik op vele sites dat de ballon naar achteren gaat. De verklaring hiervoor is dat de lucht in de auto bij het remmen naar voren gaat (klopt: de eerste wet van Newton). De druk van de lucht, en de dichtheid zal dan voorin de auto "groter" zijn dan achter. Gaat de ballon nu naar achteren omdat de naar voren bewegende lucht de ballon naar achter duwt of "zoekt" de ballon de lucht op met minste dichtheid? Groeten, Jules Warnier.

  • 25/08/2012 -  (wetenschapper)

    Dag Jules Je hebt gelijk, ik had de vraag te snel gelezen. Voor alles duidelijkheid: Stel dat er in de bus (of auto) een helium-gevulde ballon en een zwevende helikopter hangen. Als de bus remt, dan gaat de helikopter naar voor, maar de ballon gaat naar achter. Ik zou de verklaring hiervoor niet gaan zoeken in de richting dat de ballon de lucht met de minste dichtheid opzoekt. Bij het remmen bestaat er weliswaar een variatie in de dichtheid van de lucht (hogere dichtheid vooraan, lagere dichtheid achteraan). Dit effect gaat echter zeer klein zijn. Bovendien is het geen oorzaak, maar eerder ook een gevolg van dezelfde reden waarom de helikopter en de ballon bewegen (namelijk traagheidskrachten op massa's, beschreven door de wetten van Newton). Als de bus remt, hebben alle massa's die erin zitten de neiging om gewoon met dezelfde snelheid rechtdoor te blijven gaan. De helikopter heeft een massa, de helium ballon heeft een massa, maar ook de luchtmoleculen hebben een massa. Hoe groter de massa, hoe groter de krachtwerking zal zijn (2de wet van Newton). De helikopter heeft een relatief grote massa (veel hogere dichtheid dan lucht). Deze zal met een relatief grote kracht naar voor bewegen in de bus. Als de bus luchtledig was, dan zou ook de heliumballon naar voor bewegen. Er is echter lucht aanwezig in de bus, en ook die lucht heeft de neiging om naar voor te "klotsen" in de bus. De relatieve massa van de lucht is groter dan de relatieve massa van de helium ballon, waardoor de lucht met een grotere kracht naar voor gedrukt wordt. De helium ballon zal zo verdrongen worden door de lucht en naar achter bewegen in de bus. Je zou het hele systeem ook anders kunnen bekijken. Als de bus remt, introduceert dit een versnelling ( = verandering van snelheid), hetgeen zijn effect heeft op de massa's in de bus. Dit systeem is volledig vergelijkbaar met het zwaarteveld! (Het zwaarteveld wordt in de fysica gemodelleerd als een versnelling g naar beneden, deze stof komt aan bod in het humaniora.) Als je een bus doet remmen vliegt alles wat zwaarder is dan lucht tegen de voorruit. Als je de bus aan een hijskraan met de neus naar beneden zou ophangen, vliegt ook alles wat zwaarde is dan lucht tegen de voorruit. Alles wat lichter is dan lucht gaat tegen de achteruit "drijven". Als bij het remmen de helium ballon tegen de achterruit gaat plakken is dit een verschijnsel dat zeer gelijkaardig is met drijven. Alles wat tegen de voorruit vliegt is gelijkaardig met zinken. Er is nog een gelijkaardig fenomeen dat ik even wou vermelden. Als je een waterpas bekijkt, zit er een libelle in. Deze kan zijwaarts bewegen en staat in het midden als de waterpas horizontaal ligt in het zwaarteveld. Als je de waterpas plots naar links beweegt, naar welke richting gaat de libelle dan? Het antwoord: als je de waterpas plots naar links beweegt, dan beweegt de libelle ook naar links. Dit is misschien een beetje contra-intuitief, want je zou verwachten dat de libelle achterblijft door zijn traagheid. Het is echter niet de libelle die achterblijft door zijn traagheid, maar wel het water dat rond de libelle zit. Dit water heeft het overgrote merendeel van de massa en zal de grootste traagheidskrachten ondervinden. Als je de waterpas plots naar links beweegt, is het dus het water dat aan de rechterkant zal plakken door zijn traagheid, en de libelle hangt bijgevolg links. Ook dit is een gelijkaardig geval waarbij het studie-object lichter is dan het omgevingsfluidum, waardoor het een schijnbaar 'negatieve massa' krijgt met contra-intuitieve verschijnselen als gevolg. Vriendelijke groeten Nico Smets

  • 28/08/2012 - G.M.J.J. (vraagsteller)

    Hoi Nico, Bedankt, mooie gefundeerde uitleg. Groeten, Jules

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw