Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

neemt de massa toe als je meer potentiele energie hebt?

Massa en energie zijn "vrij" uitwisselbaar (het bekende E=mc2).
Nu is het ook zo dat als je sneller gaat, je massa toe neemt (daarom voelt hardlopen om af te vallen ook zo tegenstrijdig..., maar dat geheel terzijde).

maar hoe zit het wanneer de potentiele energie van een object toeneemt? Neemt de massa dan ook toe (gaat niet of je het wel of niet merkt, maar of het wiskundig toe neemt).
Stel, je plaatst een baksteen op een tafel (1m hoogte). Er zit nu potentiele energie volgens mgh in de baksteen want als het valt kan je de snelheid uitrekenen met 1/2*v2 = g*h.

Als we kijken naar wat de zwaartekracht is, is het het effect van massa op ruimte-tijd. De baksteen "glijdt" puur over ruimte-tijd naar de eerste volgende hogere energiebarriere (in dit geval de grond) (in de QM wordt een object puur als energiebarriere gezien omdat energie en massa in feite hetzelfde is).

Maar heeft de baksteen daadwerkelijk een hogere (miniscule) massa gekregen omdat de potentiele energie toenam of wordt deze toename uitgecanceld omdat de toename in potentiele energie t.o.v. de aarde gelijk is aan de afname van potentiele energie t.o.v. alle andere objecten in het universum (want zwaartekracht stopt niet, is alleen niet meer waarneembaar op grote afstanden).

Thecis
8 jaar geleden
2.8K

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Volgens mij zit de truc in het woord 'potentieel'.

Potentiele energie is NOG geen energie !

Pas wanneer je het voorwerp laat vallen en het snelheid krijgt, pas dán wordt de potentiele energie échte energie. Snelheid werk massa-verzwarend en pas dan krijgt het vallende voorwerp door die snelheid ook meer massa.

Een voorwerp in ruste is en blijft een voorwerp in ruste en dus blijft voor een dergelijk voorwerp ook de rustmassa gelden. Daarom heet dat ook zo ;-)

Op een andere manier benaderd:

Potentiele energie neemt toe met de hoogte. Een baksteen op aarde heeft een enorme hoogte t.o.v. b.v. de maan. Daarmee heeft het ook een enorme potentiele energie. Toch weegt een baksteen maar gewoon wat een baksteen weegt en hebben we niet een enorme kraan nodig om dat ding op een tafel te leggen.
(Lees meer...)
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
Thecis
8 jaar geleden
Dank voor dit antwoord.
Ergens in mijn hoofd klopte het al niet, maar kon de vinger er nog niet opleggen. Dit lijkt me inderdaad het juiste antwoord. Ik laat de vraag nog wel even open, eens kijken of er nog andere mensen een toevoeging willen geven.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Dit klopt niet. Ten eerste is massa en gewicht niet equivalent. Een kilo lood weegt op aarde 1 kilo en op de maan 166,666 gram maar beide blokken lood hebben nog wel dezelfde massa. Ten tweede gaat het om lokale effecten. Een baksteen hier op aarde heeft geen potentiële energie t.o.v. de maan om de simpele reden dat er geen bakstenen omhoog gaan vallen naar de maan (ik geef toe hoog/laag wordt wat verwarrend in deze context). Om dezelfde reden heeft een baksteen op de maan geen potentiële energie t.o.v. de aarde omdat er geen bakstenen omlaag gaan vallen naar de aarde. Ze hebben wel kinetische energie naar elkaar omdat de bakstenen op de maan naar de aarde vallen met een bepaalde snelheid. Door de baan van de maan neemt de afstand tot de aarde toevallig net zo snel toe als de valsnelheid waardoor de netto afstand gelijk blijft (op die paar centimeter per eeuw na die de maan zich van ons verwijderd).
Ozewiezewozewiezewallakristallix
8 jaar geleden
Toegegeven de locatie op aarde werkt wat verwarrend, maar plaats de baksteen ergens in de lege ruimte dan geldt hetzelfde: er zijn enorme afstanden tot ver weg gelegen hemellichamen. Dat kan om enorme hoeveelheden potentiele energie gaan. (kijk maar eens naar de ravage die een meteoriet aan kan richten) Maar, in rust, doet dat besef de massa van de steen niet plots toenemen. Net zo min als dat b.v. de Voyager ruimterobots nu extra veel massa hebben omdat ze zo ver van de aarde/zon verwijderd zijn. (Wél heeft hun snelheid invloed, maar dat is een ander verhaal.)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Maar een meteoriet heeft vooral eigen snelheid (35.000 tot 250.000 km/uur) waardoor de extra toename van de snelheid door de potentiële energie te verwaarlozen is. Daarnaast is de formule voor de potentiële energie E = m * g * h
m = massa
g = valversnelling
h = hoogte in meters Voor de valversnelling (g) geldt dat deze kwadratisch afneemt met de afstand tot het zwaartepunt waar naar toe gevallen zou kunnen gaan worden. Dat betekent dus dat naarmate je hoger komt de toename van de potentiële energie in rap tempo afneemt naar praktisch nul. Het is dus niet zo dat een hoge hoogte tot een enorme hoeveelheid potentiële energie leidt. Het omgekeerde is het geval. De hoogte neemt lineair toe en de valversnelling neemt kwadratisch af. Dat leidt tot een punt waar er praktisch geen potentiële energie meer is.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Er zijn verschillende vormen van energie waarvan massa er een van is. Het is net zo min 'gelijk' aan energie dan potentiële of kinetische energie. Maar de toename van massa ifv snelheid kan beredeneert worden tot de invloed van het zwaartekrachtveld. Of dat invloed heeft op de massa? Een goede vraag! Desondanks slaat het antwoord spijkers met koppen, dus +!

Andere antwoorden (3)

Massa neemt toe in een voorwerp als de energie toe neemt. Dit geldt volgens de wiskundig eenvoudige formule E = mc^2 uit de relativiteitstheorie. Deze formule spreekt op dit gebied voor zich; c^2 heeft een constante waarde dus als E groter wordt moet m ook groter worden.

Dit massa effect manifesteert zich zowel bij toe- of afname van de interne energie als de uitwendige energie van een voorwerp. Uitwendige energie is hierbij bijvoorbeeld de snelheid waarmee een voorwerp zich beweegt. Interne energie is bijvoorbeeld potentiële energie die een voorwerp heeft op basis van zijn positie in een zwaartekrachtveld (de baksteen op de grond of op tafel).

De theorie die je in je laatste paragraaf verwoord wordt het principe van Mach genoemd (naar Ernst Mach die het geformuleerd heeft). Dit principe gaat ervan uit dat alle massa een relatie met elkaar heeft en dat door de werking van alle massa's in het universum op elkaar traagheid ontstaat. Dit principe is gebaseerd op de zwaartekracht wetten van Newton die een speciaal geval zijn van de algemene relativiteitstheorie, namelijk het geval waarbij er sprake is van één absoluut referentiekader (of inertiaalstelsel). Einstein toonde met de algemene relativiteitstheorie aan dat er vele verschillende inertiaalstelsels zijn en dat het speciale geval van Newton niet geldig is voor het hele universum maar alleen lokaal.

Uiteindelijk leiden al deze verschillende lokale inertiaalstelsel tot een gekromde ruimte waarin de massa geen rol speelt in de weg die een voorwerp door de ruimte aflegt. Dit laat zich duidelijk zien doordat een kilo lood en een veer even snel naar aarde vallen als er geen luchtweerstand is (mooi gedemonstreerd met een hamer en een veer tijdens een van de Apollo maanmissies). De potentiële energie hier op aarde valt dus niet weg tegen de potentiële energie van de rest van het universum.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Ik begrijp niet zo goed waarom je E=mc² telkens anders interpreteert. Maar soit, het zal ik zijn die je antwoorden soms verkeerd interpreteer. E=mc² inderdaad, maar ook E = m.g.h en E = v².m/2 Dus als je zegt dat wanneer E groter wordt ook m moet groter worden, zeg ik dat wanneer E groter wordt ook h en v groter moeten worden. Ik pas namelijk dezelfde redenering toe op E = m.g.h en E = v².m/2 dan jij doet op E = mc². De redenering klopt echter niet want potentiële, kinetische en massa-energie, het zijn vormen van energie. Ik zeg niet dat je geen gelijk kan hebben, maar jou uitleg over E = mc² blijft moeilijk in overeenstemming te brengen met de wet op behoud van energie. De massatoename die deeltjes kunnen ondervinden kan trouwens oneindig worden. Met E = mc² kom ik er dan niet. Sterker nog, massa heeft dan geen betekenis want de massa 'heeft' de energie, elk lichaam zou dan constant een snelheid van 40% boven de lichtsnelheid kunnen hebben? Nee, klopt niet. Er zit een groot verschil in massa tussen een dikke zware steen en een licht vel papier. Toch vallen ze in vacuüm even snel. Zie daar de reden waarom massa niet van tel is. Diezelfde redenering gaat ook op voor E = mc²
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Er is een verschil tussen de definitie van een specifiek soort energie, bijvoorbeeld potentiële E(p) = m * g * h (massa * valversnelling * hoogte) en de definitie van de relatie tussen energie en massa (E=mc²). Als dat aan elkaar gelijk zou zijn dan zou voor een baksteen gelden mc² = mgh, ofwel dat de valversnelling maal de hoogte gelijk is aan de lichtsnelheid in het kwadraat. En dat is onzin Je schrijft dat als je bij potentiële energie de E(p) verhoogt dat je dan ook de h verhoogt. De redenering is echter juist andersom. Je kunt de E(p) verhogen door de baksteen hoger in het gravitatieveld te brengen. Als je de baksteen meer energie geeft door hem bijvoorbeeld te verwarmen dan zal hij daar geen millimeter door stijgen. Wel zal zijn thermische (warmte) energie toenemen. Echter, door de baksteen omhoog te brengen, wordt de valversnelling g kleiner. Omdat de hoogte lineair toeneemt en de valversnelling kwadratisch afneemt komt er een moment waarop de potentiële energie praktisch nul wordt. Met bovenstaande probeer ik duidelijk te maken dat de totale energie van de baksteen een samenstelling is van verschillende soorten energie die ook nog eens kunnen veranderen naargelang de situatie. Ik begrijp je opmerking over het in overeenstemming brengen met de wet van behoud van energie niet, net zomin als dat de massatoename oneindig kan worden. Dat een baksteen en een vel papier even snel vallen in vacuüm laat zich eenvoudig verklaren. Op hoogte h is de potentiële energie maximaal en de kinetische energie minimaal (want snelheid nul) en op het moment van raken van de grond is de kinetische energie maximaal en potentiële energie minimaal (want hoogte nul). Dan geldt dus dat E(p) = E(v), ofwel m*g*h = v²*m / 2. Daar kun je de m uit wegstrepen wat aangeeft dat massa geen enkele invloed heeft.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Ja, dat verschil zit in het feit dat dat voorwerp niet alleen potentiële energie heeft maar ook andere energievormen waaronder de niet te verwaarlozen massaenergie. Door te redeneren aan de verkeerde kant van de vergelijking met energieverschillen, niet doorhebbende dat de kinetische energie net constant moet blijven om E=mc² te bewijzen, kwam ik er niet uit. Nu dus wel. De interpretatiefout zat dus aan mijn kant. Excuus daarvoor. Natuurlijk is de redenering andersom! Die redenering probeerde ik opzettelijk uit zijn context te rukken omdat ik nog teveel met het massa=energieverhaal van Cryofiel in m'n hoofd zat, niet beseffende dat ik het als massa-energierelatie moest interpreteren (de massa-energierelatie op het verkeerde lid van de vergelijking toepassende). Hierdoor ben ik dus de illusie armer dat massa per se massa(energie) is. Dus de massa neemt wel toe als de baksteen wordt opgewarmd, maar de massa ervan niet. Ja, ik druk het opzettelijk zo tegenstrijdig uit. Want: de massa-energierelatie is van tel én massa is slechts een vorm van energie. Daar ik nu, correct redenerend, het verschil kan toepassen op massa en massa begrijp ik nu wel hoe het plaatje in de wet van behoud van energie past. Wat betreft die massatoename, die oneindig kan worden, had ik het over de energievorm waarop ik de massa-energierelatie toepaste. Althans, ik had altijd geleerd dat dit zo was, maar nu ik denk de massa-energierelatie correct te kunnen toepassen, zie ik het niet. Misschien kan je me wel helpen door (indien dat niet te ingewikkeld is) volgende vraag te beantwoorden (kan ik zien welke van beide redeneringen klopte): hoeveel neemt de massa van een deeltje toe als het aan de lichtsnelheid zou reizen? Of is het antwoord misschien eenvoudiger dan het lijkt en gewoon dat de wetten van Newton bij de lichtsnelheid niet meer van toepassing zijn en het deeltje toch een oneindig grote massa zal hebben? Dat een baksteen en een vel papier even snel vallen begreep ik net zo goed. Ik wilde die redenering echter net ook toepassen op E=mc² om van het energie=massaverhaal af te raken. Echter was ik natuurlijk ook hier niet alleen afgeleid door het massa=energieverhaal dat hier niet als dusdanig van toepassing is en de redenering in het verkeerde lid van de massa-energierelatieafleiding. Ook hier komt het er weer op neer dat mijn massa-energierelatie wel blijft kloppen omdat massa niet per se massa is.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Richting de lichtsnelheid werken de wetten van Newton niet meer. Als dat wel zo zou zijn had Einstein nooit de relativiteitstheorie hoeven en kunnen bedenken ;-) De massa van een deeltje is afhankelijk van de snelheid volgens de formule: m(v) = m(rust) / wortel(1 - v²/c²)
Hier is:
m(v) = de massa bij een bepaalde snelheid
m(rust) = de rustmassa
v = de snelheid
c = de lichtsnelheid Als de snelheid v richting lichtsnelheid c gaat dan gaat de breuk v²/c² naar 1 en wordt de uitkomst, en daarmee de wortel, van (1 - v²/c²) steeds kleiner. Hoe kleiner dit wordt hoe groter m(v) wordt. De snelheid v kan niet gelijk worden aan de lichtsnelheid c want dan wordt er door nul gedeeld en dat kan niet. En de natuur gedraagt zich op deze wijze zoals inmiddels ook proefondervindelijk is bewezen.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Ok, de relativiteitstheorie zorgt dus zelf voor de 'juiste energie' om de energie-massarelatie op toe te passen. Bedankt! Nu ben ik mee!
Gedachtenexperiment: een loden bal bevindt zich 1 m boven een tafel van 0,8 m hoog, op de eerste verdieping van een gebouw. De potentiële energie (m.g.h) hangt dus af van de hoogte, maar welke? Ten opzichte van tafel, 1m; ten opzichte van vloer 1,8 m; ten opzichte van begane grond pakweg 4,5 m. De potentiële energie is dus niet absoluut gedefinieerd, en daarom geen aanleiding tot toename van de massa.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Fout. Het gaat hier relativiteit. Je kunt rekenen ten opzichte van welk punt je wilt. Of je van begane grond rekent of van de vloer van de flat maakt alleen dat je een andere waarde voor de massa krijgt.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Je zegt het zelf al, de potentiele energie is niet absoluut gedefinieerd maar hangt af ten opzichte van welk punt je als basis kiest, ofwel welk inetiallstelsel je kiest
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Beschouw massa, of beter RUSTmassa, als een hoeveelheid materie, een (groot) aantal moleculen of atomen.
De volledige formule voor de energie van een bewegende massa is:
E=m0c² +½m0v² + ... +U
Daarin is m0 de RUSTmassa en U de potentiële energie in een krachtveld; c de lichtsnelheid en v de snelheid van het voorwerp.
De potentiële energie draagt dus wel bij aan de totale energie, maar niet aan de rustmassa.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Rustmassa wordt gedefinieerd als de massa van een deeltje in rust. Vanwege deze definitie kan de rustmassa al niet veranderen want dan zou een deeltje in rust verschillende massa's moeten kunnen hebben. En E=mc² kun je zowel voor rustmassa als massa met snelheid schrijven. En omdat E met snelheid > is dan E in rust kan de relatie alleen kloppen als de m blijkbaar ook groter is geworden. En een van de overwegingen van Einstein was dat het onmogelijk is om, als je in een afgesloten lift bent en je een kracht aan je voelt trekken, te constateren of dat komt omdat de lift versneld beweegt of dat je je in een zwaartekracht veld bevindt met als conclusie dat je positie in een zwaartekrachtveld je energie bepaald.
denk aan een gespannen katapult. Een katapult wordt gespannen en vastgezet tot dat deze wordt afgevuurd. in de katapult zit dan potentiële energie die gebruikt wordt om het projectiel weg te slingeren. de katapult wordt op geen enkel moment zwaarder of lichter. (tenzij je het gewicht van het projectiel tot het gewicht van de katapult rekent)
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Gewicht en massa zijn twee verschillende dingen.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding