Blijft een wiel draaien op een planeet zonder wind?

Paulus, 14 jaar
25 april 2018

Hallo, dus ik heb net een lesje natuurwetenschappen gehad en we hebben geleerd hoe een band/wiel of iets anders stopt na een tijdje, dit komt door de grond zelf waar de voorwerp tegen aan botst of door de lucht/wind maar wat als je dit doet op een planeet zonder lucht. Als je de wiel ook niet op de grond laat draaien. Dan heb je toch oneindig energie?

Antwoord

Dag Paulus

 

Een wiel op een planeet zonder atmosfeer, dat niet in contact is met de grond, zal inderdaad geen rolweerstand of luchtweerstand ondervinden. Het zal echter nog steeds energie verliezen doordat het een (kleine) weerstand ondervindt van de as waarrond het draait en dus langzaam vertragen en tot stilstand komen. 

Als je ook dit energieverlies zou kunnen elimineren, zou het wiel inderdaad blijven ronddraaien. Dit wil echter niet zeggen dat je oneindige energie hebt. De energie van een wiel wordt gegeven door volgende formule:

E=I*w²/2

Hierbij stelt I het massatraagheidsmoment en w de rotatiesnelheid voor. Een groot en zwaar wiel heeft een groter traagheidsmoment dan een klein en licht wiel. Je kan zien dat die formule goed lijkt op die van de kinetische energie van een voorwerp dat rechtdoor beweegt. 

E=m*v²/2

Hier is m de massa en v de snelheid. 

De energie wordt gegeven door de formule en is dus niet oneindig. Als je het wiel zou gebruiken om een generator aan te drijven en zo elektriciteit op te wekken, zou het wiel vertragen doordat het energie afgeeft aan de generator, het zou stroom kunnen leveren tot het geen snelheid meer heeft. Denk bijvoorbeeld aan je fietsdynamo, als je je fietswiel laat draaien en dan loslaat, zal het na een tijdje tot stilstand komen. Als je hetzelfde wiel laat draaien, maar met de dynamo ertegen, zal het vroeger tot stilstand komen. Dit komt omdat er niet enkel energie verloren gaat door wrijving met de lucht en as, maar ook omdat de dynamo energie van het wiel neemt en in stralingsenergie (licht) omzet. 

Hier kan je inzien dat de energie niet oneindig is, want een oneindige energiebron zou niet uitgeput raken. Dit zou ons energieprobleem oplossen, maar is helaas fysisch niet mogelijk. 

Wielen kunnen trouwens gebruikt worden om energie tijdelijk op te slaan, zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Vliegwiel

 

Met vriendelijke groeten

Henri

 

 

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

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

Beantwoord door

ir. Henri Dolfen

Numerieke stromingsmechanica

Universiteit Gent

http://www.ugent.be

Gerelateerde vragen

Zoek andere vragen

© 2008-2020
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen