Kan je op een ladder die in vrije val is naar boven klimmen?

Ann, 23 jaar
9 juli 2008

Stel dat jij met een ladder uit een vliegtuig springt. De ladder en jijzelf zijn in vrije val. Kan je dan door op de ladder te kruipen "hoger" geraken (ben je dus na één trede hoger dan je zou zijn als je niets had gedaan). Dit is een vraag waar ik met een collega al vaak over gediscussieerd heb. We komen er niet uit of je jezelf naar boven duwt of de ladder naar beneden of dat deze twee krachten elkaar opheffen.

Antwoord


Beste Ann

Ik kan je alvast vertellen dat je jezelf naar boven duwt, EN dat je de ladder naar beneden duwt.

Om het antwoord op je vraag makkelijker te begrijpen, gaan we eerst even naar een vereenvoudigde situatie kijken. We gaan eerst veronderstellen dat alles en iedereen valt in het luchtledige.

Wat je misschien al wist, is dat alle voorwerpen in het luchtledige even snel vallen. In ons geval hebben we een ladder en een persoon. Bij wijze van gedachten-experiment gaan we nog enkele zaken toevoegen: een referentiepersoon met een referentieladder, en een hele grote doos, ter grootte van bijvoorbeeld een huis. De personen en de ladders bevinden zich in de doos. We laten alles en iedereen vallen. In het luchtledige vallen alle voorwerpen even snel, en dus de doos, de ladders en de personen bewegen tijdens het vallen niet ten opzichte van elkaar, want ze vallen precies even snel. Er heerst dus eigenlijk een toestand van gewichtloosheid binnen de doos. Je bent als een astro/cosmonaut in de ruimte. Om te bewegen in de doos moet je ergens een kracht op uitoefenen, je afduwen werkt bvb prima. Hierbij maak je gebruik van de wet : actie = reactie.

Nu komen we terug op de persoon en de ladder. Stel dat de referentiepersoon en -ladder op respectievelijk identiek dezelfde hoogte hangen. Als je op de ladder wil klimmen, zal je een kracht uitoefenen op een trede. Hierdoor zal de ladder naar beneden gaan (want deze ondervind een kracht naar beneden), en jij naar boven (want je ondervind een kracht naar boven). Het resultaat is dat je hoger zal zijn dan de referentiepersoon, en dat de ladder lager zal zijn dan de referentieladder.

Tot zover het geval zonder luchtweerstand. In werkelijkheid is er natuurlijk steeds luchtweerstand, als je uit een vliegtuig springt. De situatie wordt daardoor wel wat complexer, maar om het kort en krachtig te houden gaat het uiteindelijk resultaat wel ongeveer hetzelfde zijn: de persoon gaat omhoog, en de ladder gaat naar beneden.

Reacties op dit antwoord

  • 22/07/2008 - Ann (vraagsteller)

    Bedankt voor het uitgebreide en duidelijke antwoord! Ik kon het mij allemaal zo voorstellen :-) Ik heb echter nog wel één ding dat ik niet helemaal kan vatten. Als jij de ladder naar beneden duwt en jij gaat naar boven, waarom heffen die twee krachten elkaar dan niet op? Ik dacht altijd dat de ladder moest stilstaan om er zelf op te kunnen klimmen. Als je een ladder bvb. op modder zet en je stapt er op, zakt deze weg zodat jij eigenlijk niet hoger komt te staan. Is dat niet hetzelfde als in de lucht, of zie ik dat verkeerd?

  • 06/08/2008 -  (wetenschapper)

    Als jij op de trede van de ladder duwt, duw jij de ladder weg. Tegelijkertijd duwt de ladder echter terug op jou (actie = reactie). Deze 2 krachten heffen elkaar inderdaad op. Maar ze resulteren wel in een beweging. De ladder hoeft niet stil te staan om erop te kunnen klimmen hoor. Wat wel het geval is, is dat je trager zult stijgen, als tegelijkertijd je ladder zakt. Je ladder in de modder is niet helemaal hetzelfde. Maar je kan deze situatie wel even beschouwen, zodat misschien het bovenstaande ook duidelijk wordt. Als je ladder bvb wegzakt met een snelheid van 4 cm per seconde, en je bestijgt de ladder met een snelheid van 10 cm per seconde, dan ga je netto (tov de Aarde) 10 - 4 = 6 cm per seconde omhoog. Je ladder hoeft dus niet stil te staan opdat jij kan stijgen. Je moet de zaksnelheid van de ladder natuurlijk wel aftrekken van jou stijgsnelheid om je netto stijgsnelheid te bekomen.

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

Zoek andere vragen

© 2008-2019
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen