Weegt een bokaal met vliegen op een weegschaal even veel als de vliegen niet neerzitten, maar rondvliegen?

Cees, 75 jaar
26 mei 2020

Er zitten 10 vliegen op de bodem in afgesloten fles op een weegschaal. Zal het totaalgewicht veranderen als de 10 vliegen gaan vliegen in de fles?

Antwoord

Eerst voor de duidelijkheid: het gaat dus niet over massa (aantal molecules), maar over gewicht dus over de kracht die de fles, lucht, en vliegen uitoefenen op een weegschaal.

Hiervoor geldt: de bijkomende kracht is massa maal versnelling. Als dus de lucht in de fles min of meer in evenwicht blijft maar een vlieg begint te stijgen, dan is er een beweging van deze vlieg naar boven, en van een equivalent volume lucht naar beneden. Omdat een vlieg dichter ("zwaarder") is dan lucht, gebeurt er netto een vernsnelling naar boven, dit zou dus duwen op de weegschaal. Eens de vlieg in de lucht zit en niet meer verandert van hoogte, dan is er netto geen versnelling van de fles en haar inhoud, dus ook geen verandering in de kracht die fles+inhoud uitoefent op de weegschaal t.o.v. vliegen op de bodem. 
Het effect met de vliegen is uiteraard minimaal t.o.v. gewicht van de fles.

Je kunt je dit beter voorstellen door lucht te vervangen door water, de vlieg door een zwemmer, en de fles door een klein zwembad op een weegschaal. Als de zwemmer sterk duwt op het water om te stijgen, dan duwt dit uiteindelijk op de weegschaal. Als de zwemmer duwt om naar beneden te gaan, dan "trekt" hij op het water en uiteindelijk op de weegschaal. Als hij beweegt om op dezelfde hoogte te blijven, dan oefent hij weinig kracht uit op het water, in feite exact dezelfde kracht die hij op de bodem zou uitoefenen als hij er zou staan.

Of nog extremer: vervang de lucht door een trap, plaats deze op uw weegschaal. Wanneer u omhoog stapt, duwt u meer op de weegschaal, wanneer u omlaag stapt duwt u minder, wanneer u blijft staan (waar dan ook) is het juist uw gewicht+gewicht van de trap.

In de lucht komt erbij dat de dichtheid verandert wanneer je erop duwt, maar globaal blijft het effect hetzelfde: wanneer de vlieg stijgt, verplaatst zich de inhoud van de fles en gebeurt er "iets", wanneer de inhoud van de fles zich globaal gezien niet meer verplaatst is het gewicht, dus kracht op de weegschaal, terug zoals zonder te vliegen. 

 

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

prof.dr.ir. Alain Sarlette

regeltechniek, automatisering, robotica, dynamische systemen, toegepaste wiskunde, kwantumfysica

Universiteit Gent

http://www.ugent.be

Zoek andere vragen

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