Specifieke vragen over Wetenschap

[kotje]

Het begrip traagheidskrachten volgt rechtstreeks uit het 1e postulaat van Newton: Een lichaam in rust of eenparige rechtlijnige beweging wil die toestant bewaren en verzet zich tegen die verandering door traagheidskrachten.
Het is door deze traagheidskrachten dat een lichaam in vrije val(geen luchtweerstand), in dit stelsel gemeten gewichtsloos is. De traagheidskrachten zijn juist gelijk maar tegengesteld aan het gewicht in dit stelsel.
In het stelsel van de Aarde heeft dit voorwerp(en alle voorwerpen, zonder luchtweerstand) een valversnelling van g, alhoewel de traagheidskrachten hier toch ook werken. Dit laatste vind ik eigenaardig. Hopelijk ik niet alleen!

[drClavan]

De vraag van de draagkracht van een vleugel was een varag in de weternschaps quiz van de VPRO een paar jaar geleden, zie daar en les daar de verklaring, met zelf wat nadenken kom je er ook wel uit.

[keramiek]

Beste forumleden,
ik heb de indruk dat mijn vraag het best aan bod kan komen in de rubriek die ooit door Kotje werd opgestart. Me dunkt dat het forum dat hij heeft bereikt heel deskundige en duidelijke antwoorden aanreikt. Ik wil wel meteen aangeven dat ik maar een middelmatige student was inzake exacte wetenschappen.
Mijn voorlopig eerste vraag houdt verband met mijn hobby: de keramiekgeschiedenis.
De keramische grape heeft eeuwenlang een ongekende populariteit genoten.
Dit kookgerei is een kogelpot op drie poten. Enerzijds konden deze
kookpotten, wanneer slechts één oor was voorzien, worden opgelicht zodat enkel de poot onder het oor vrijkwam. De twee poten aan de voorzijde bleven aldus rusten waarbij kleine hoeveelheden van de kokende inhoud veilig konden worden uitgeschonken. Anderzijds - en zo dadelijk zal mijn vraag duidelijker worden - konden deze grapen gemakkelijk in de hete as van het haardvuur worden gedrukt zonder dat ze omvielen.
Wanneer een student me vroeg waarom de grape niet op vier poten rust, moest ik eerlijkheidshalve bekennen dat ik geen wetenschappelijke
verklaring kon verstrekken. Maar ik kon gelukkig terugvallen op de
empirische metode: het volstond te wijzen op de stabiliteit van een driepikkel versus het wankelbare evenwicht van een vierpikkel.
Kan iemand me helpen? Graag had ik de wetenschappelijke verklaring voor de stabiliteit van een grape, een driepikkel, ... gekend.
Dank bij voorbaat. Met vriendelijke groeten,
Keramiek.













Kan iemand mij helpen

[Stephaan]

@@ keramiek Als je met een wetenschappelijk bewijs over die driepoot bedoelt dat je een berekening wilt die aantoont dat het niet anders kan , dan moet ik je op voorhand teleur stellen Zo een berekening bestaat ongetwijfeld maar ik denk dat je met een uitleg met woorden eigenlijk verder komt in dit geval.
Een (melk)stoeltje met maar één poot en valt om;
Een voorwerp op twee poten bvb een pop valt om;
Een grape met zijn drie poten zal altijd op zijn derde poot terug vallen als je hem (niet al te) schuin houdt op gelijk welk van twee van zijn poten .
Als je toch geleerde woorden wilt kan je die toestand noemen : isostatisch of statisch bepaald

Zet nu nog eens een vierde nutteloze poot onder je grape. Ofwel is hij te lang dan zal één van de drie oude poten de grond niet meer raken, ofwel is de vierde poot te kort en nutteloos en blijft alles zoals het was.
Alleen als je geluk hebt reikt de vierde poot reikt juist tot op de grond. Dan is pot eigenlijk minder wankelbaar dan met drie poten. Maar dat werkt alleen als de lengte van de poten precies aangepast is aan de vorm van het oppervlak waar de 4 of meer poten op rusten.
Zo een toestand heet hyperstatisch of statisch onbepaald

Het voordeel van drie poten is dus dat de pot zich vanzelf aanpast aan de oneffenheden van het oppervlak waarop hij rust. Bij vier of meer poten weet de pot niet goed wat te doen en staat dus in de meeste gevallen wankel.

Hopelijk kan je dit gebruiken. Je eigen verhaal leek hier trouwens al erg op:

[keramiek]

Beste Stephaan,
je hebt mijn verwachtingen ruimschoots ingevuld.
Ik heb me altijd blind gestaard op de lengte van de pootjes terwijl ik ook de oneffenheden van de vloer of van het haardvuur had moeten beschouwen.
Eigenlijk had ik geen exacte wetenschap maar gezond verstand moeten aanspreken.
Hartelijk dank voor je bevattelijke uitleg.
Met vriendelijke groeten,
Keramiek.

[keramiek]

Beste Stephaan,
ik was zoëven dermate verheugd over je verhelderend antwoord dat ik je onmiddellijk wilde bedanken.
Bij het herlezen van je bericht blijf ik haperen bij de 'geleerde woorden' die je hebt aangebracht. Ik meen me immers te herinneren dat het isostatisch evenwicht verband houdt met een drijvend voorwerp. Ligt Archimedes niet aan de basis van de isostasie?
Met vriendelijke groeten,
Keramiek.

[Stephaan]

@ keramiek Het doet me plezier van een bedankje te krijgen voor mijn poging om in gewone woorden uit te leggen wat het wil zeggen als iets in evenwicht is, zij het nu op drie steunpunten zoals een grape of practisch ieder voorwerp met drie afmetingen. Ook als het een voorwerp is met minder afmetingen, die alleen maar twee afmetingen heeft en daarom met twee steunpunten genoeg heeft om in evenwicht te zijn, zoals een lange balk.
Je hebt volkomen gelijk dat ook Archimedes het heeft over "isostatisch", in de betekenis van "in evenwicht". Hij bedoelde daarmee dat het gewicht van een drijvend voorwerp in evenwicht gehouden wordt door de druk die het verplaatste (weggeduwde) water uitoefent op het drijvende voorwerp. Of hij de eerste was die dat woord "isostatisch" gebruikt heeft, weet ik niet maar in elk geval was het hij die beschreef dat de steunpunten tesamen evenveel drukkracht naar boven uitoefenen als het gewicht van het voorwerp dat ze ondersteunen, wezen het nu de drie poten van een grape, of wezen het al de drukken zijn die het verplaatste water op een drijvend voorwerp naar boven toe uitoefenen

[keramiek]

Beste Stephaan,
je hebt allereerst de tijd gevonden voor het lezen van mijn vraag. Maar er is meer want je hebt je dan vrijwillig gebogen over mijn vraagstelling.
Hierbij deed je beroep op je parate kennis. Ik kan me best voorstellen dat je voor bepaalde vragen zelfs te rade gaat bij je gebruikelijke informatiekanalen.
Vervolgens heb je mij een antwoord verstrekt. Maar er is meer daar je er manifest over gewaakt hebt dat je een bevattelijke repliek diende op te stellen.

Ik ben je hierom heel dankbaar.

Dus zou ik het biezonder ongepast vinden beroep te doen op een 'smiley' om mijn dankbaarheid uit te drukken. Ik ben van mening dat ik me ook wat moeite kan getroosten om je te bedanken.

Met vriendelijke groeten,
Keramiek.

[kotje]

Ik heb die zaak van die drie poten doorgelezen en ik kan mij ergens vinden in de verklaring. Misschien heeft het ook te maken met de zaak dat de voorwerpen die men beschouwt rond zijn, een rechthoekige of vierkante tafel kan men toch nooit stabiel opstellen met drie poten.

[keramiek]

Goede avond Kotje. Bedankt voor je inbreng. Je hebt trouwens voor een pertinente opmerking gezorgd.
Nu stelt deze stedeling zich vooreerst de vraag of een ovalen melkstoeltje op drie of op vier poten rust.
Vervolgens dient nu uitgezocht te worden waarom het isostatisch evenwicht hetzij een ronde driepikkel (of grape, ...), hetzij een andersoortige vierpikkel vereist.
Is er iemand die mij verder kan helpen? Dank bij voorbaat.
Met vriendelijke groeten,
Keramiek.

[Stephaan]

Als ik Google om een afbeelding vraag van een melkstoel krijg ik een rond stoeltje met drie poten. Vroeger heb ik nog wel een beeld gezien van een melkstoel met slechts één poot in het midden. Die blijft alleen maar overeind als er iemand opzit maar heeft als voordeel dat hij bij kleine verplaatsingen vd koe gemakkelijk enigzins meedraait.

Over het aantal van drie poten nodig om een voorwerp te ondersteunen moet ik nog zeggen
1°Die drie poten mogen niet in een rechte lijn liggen want met poten op een rechte lijn zal je altijd labiel evenwicht hebben;
2° Het zwaartepunt van het voorwerp moet binnen de driehoek liggen die door de drie poten gevormd wordt. Het meest stabiel is dus een driehoekige tafel met een poot onder elke hoek .
Bij een ronde of vierkante tafel met slechts drie poten kan je het boven vlak altijd op een of andere manier zo belasten dat het zwaartepunt buiten de potendriehoek valt en dan wordt het geheel onstabiel.
Bij een ronde tafel zullen ook vier of nog meer poten nog altijd een potentiëel onstabiel geval vormen door te gaan zitten op de delen vd tafel die buiten de veelhoek vallen die door de poten gevormd wordt.

Blijft nog de vraag waarom een isostatisch evenwicht slechts drie steunpunten vereist om een lichaam te ondersteunen. Men kan tamelijk eenvoudig (met momenten-vergelijkingen) berekenen hoe de totale last van het geval verdeeld is over de steunpunten. Een kleine verzakking van een steunpunt of een poot die een beetje te kort of te lang is heeft geen belang. De statica berekeningen worden niet beïnvloed.
Van zodra er meer dn drie zijn kan men met de statica alleen, niet meer berekenen hoe groot de belasting is van elk steunput maar moet de sterkte van het materiaal en de vorm van het voorwerp mee in rekening genomen worden. Verzakking van een steunpunt of verkeerde pootlengte kan grote gevolgen hebben voor de stabiliteit van het geheel.
De naam hyperstatisch wijst op die grotere moeilijkheidsgraad

[Padre]

Een melkstoeltje met één poot heeft er eigenlijk drie.De twee anderen zijn de benen van de persoon die erop zit.Daarom is het redelijk stabiel.
Nog een vraag;is een ronde tafel met vijf poten stabieler dan met drie poten?

[Wil.]

Hangt ervan af:

vijf poten die samen onder het centrum van de tafel staan in een cirkeltje van 10cm doormeter, tegenover drie poten die aan de buitenrand van de grotere cirkel staan.


Als de vijf poten op de omtrek van een (ingebeelde) kleinere cirkel dan de cirkel van het tafelblad staan, en de drie poten zouden ook op diezelfde omtrek staan, en als alle poten ook verticaal op de grond staan, dan is vijf poten stabieler.

Waarom? Dat zegt mijn intuitie. En ik denk ook dat die juist is want:

Situatie 1: 3 poten.
Verbind de poten met een lijn. Als er voldoende gewicht op de tafel wordt gelegd vlak naast die lijn (aan de buitenkant) dan valt de tafel om.

Situatie 2: 5 poten.
Dezelfde lijn van situatie 1 ligt nu nog binnen de lijn die de 5 poten verbindt. Hetzelfde gewicht op de tafel, vlak naast de lijn uit situatie 1, doet de tafel nog niet omkieperen, omdat het gewicht nu bijna volledig rust op de 3 van de 5 poten vlak onder het gewicht.



Het is moeilijk om dit met woorden goed te omschrijven. Ik hoop dat ik het goed heb kunnen verduidelijken.

[Padre]

Will,uw uitleg is heel duidelijk en ik deel volledig uw mening.
Groetjes,
Padre

[Stephaan]

Mag ik nog eens terug komen op het verschil tussen stabiel en isostatisch bepaald ? Ik ben volkomen akkoord dat een ronde tafel met 5 poten, gelijkmatig verdeeld over haar rand, stabieler staat dan dezelfde tafel met slechts drie poten op voorwaarde dat de poten allemaal netjes de stabiele ondergrond raken (wat bij een tafel met 3 poten vanzelf het geval is).
Maar waar het bij isostatisch of hyperstatisch om gaat is het feit dat die 5 poten precies de juiste lengte moeten hebben omdat er anders 2 kunnen zijn die tot niets dienen
Zo is een brug op 2 steunpunten statisch bepaald en een doorlopende brug op drie of meer steunpunten is hyperstatisch (of statisch onbepaald). Het grote verschil is dat de overspanningen en de steunpunten elkaar beïnvloeden bij een hyperstatische brug en bij een statisch bepaalde brug is dat niet het geval.
Een zeer treffend voorbeeld en toepassing daarvan is het feit dat in de streken waar ( bvb in België!) mijnverzakkingen te verwachten zijn men statisch bepaalde bruggen bouwt en daar waar de ondergrond steviger en betrouwbaarder is, zijn de bruggen op 3 of meer pijlers of steunpunten gebouwd. De bruggen in een deel vd Kempen hebben daarom niet allemaal slechts 2 steunpunten maar elk deel van de brug met meerdere overspanningen heeft slechts 2 steunpunten(dus statisch bepaald)
Als bij een statisch bepaalde brug één vd steunpunten verzakt (binnen redelijke grenzen natuurlijk) gebeurt er niets. Gebeurt dat echter bij een hyperstatische brug dan staan je grote problemen te wachten