Klassieke Mechanica/Elementaire dynamica: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Huibc (overleg | bijdragen)
Huibc (overleg | bijdragen)
Regel 369:
Het blijkt dat de arbeid van sommige krachten '''onafhankelijk is van de gevolgde weg''' en alleen bepaald wordt door begin- en eindpunt. Deze krachten noemt men '''conservatieve krachten of potentiaalkrachten'''.
 
Voor deze krachten geldt ook dat als men een weg in één zin en daarna in de tegengestelde zin doorloopt (omwisselen van begin- en eindpunt), men dezelfde arbeid eens zal moeten leveren en eens zal ontvangen. Bij het doorlopen van een gesloten kromme moet de arbeid dus nul zijn. Als een integraal van een functie over een gesloten kromme nul is, dan moet de [[w:Rotatie_(wiskunde)|rotor]] van deze functie binnen de kromme nul zijn: <math> \vec{\nabla}\times\vec{F} = 0 </math>. <math>\vec{\nabla}</math> staat voor de [[w:Nabla|nabla-operator]]: <math>\vec{i}\frac{\partial}{\partial x}+\vec{j}\frac{\partial}{\partial y}+\vec{k}\frac{\partial}{\partial z}</math>. Men krijgt dan voor de rotor van een vector:
:<math> \vec{\nabla}\times\vec{F} = \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k}\\
\frac{\partial}{\partial x} & \frac{\partial}{\partial y} & \frac{\partial}{\partial z} \\
Regel 381:
 
[[afbeelding:v-in-beek.png|right|stroomsnelheden in beek als voorbeeld van rotationeel veld]]
Een eenvoudig voorbeeld is het water in een beek dat trager stroomt tegen de zijkant dan in het midden. In het voorbeeld van de figuur hiernaast is v<sub>y</sub> = -0,5.x<sup>2</sup> + 2x . Als men hierin een vierkant plankje laat drijven dicht bij de oever, dan zal het deel dat meer in het midden van de beek ligt harder vooruit geduwd worden dan het deel bij de oever. Het plankje zal daardoor beginnen draaien. Men vindt hier voor de rotor alleen een z-component. Een positieve component betekent een rotatie in tegegnwijzerzintegenwijzerzin (van x- naar y-as). Men vindt:
:<math>\frac{\partial v_y}{\partial x} = -x + 2 </math>
Voor x<2 levert dit een positief resultaat, voor x>2 een negatief resultaat, zoals men intuïtief ook verwacht.
Regel 477:
Wanneer aan beide einden van de veer getrokken wordt moet men bedenken dat de beide veerkrachten gelijk maar tegengesteld moeten zijn omwille van het 3e postulaat en het feit dat de massa van de (ideale) veer nul is. Men komt dan op een uitdrukking waarbij alleen de verandering van de lengte van de veer een verandering in potentiële energie veroorzaakt, wat op fysische gronden natuurlijk evident is. De bovenstaande formule blijft dan dus geldig.
 
Bemerk dat het '''minteken''' alleen zinvol is in de '''vectoriële vorm''' voor de kracht van de veer. Het zegt dat de zin van de kracht altijd tegengesteld is aan de zin van de vervorming van de veer. Daar het hier om een ééndimensioneelééndimensionaal probleem gaat, laat men dikwijls de vectorstreepjes weg. Men weet dan echter niet waarover men juist aan het praten is: alleen over de grootte of over grootte en zin van de kracht? Als men over de grootte van de kracht wil praten, dan moet men de norm nemen van beide leden van de vectoriële vorm en dan is het eerste wat verdwijnt het minteken voor het rechterlid van de vectoriële vorm hierboven.
 
==Voorbeelden==
Informatie afkomstig van https://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.