Natuurkundige trucjes op de evenaar

[schizofreen]

Verleden maand was ik op vakantie in Ecuador, het land van de evenaar. Uiteraard heb ik dan ook de middellijn van onze aardbol eens bezocht. In de buurt van Quito (Hoofdstad Ecuador) was hiervoor speciaal voor toeristen een soort attractie ingericht. Naast uitleg over de stand van de aarde en de zon, werden hier ook enkele (natuurkundige) experimentjes gedaan om aan te geven wat het effect nou precies is van de evenaar. Bij twee experimentjes heb ik lang zitten nadenken of het hier nu ging om een natuurverschijnsel of om misleidend toeristenvermaak. Bij thuiskomst ben ik uiteraard wat googlen om te kijken wat nu precies de waarheid was achter deze experimentjes, maar ik ben er nog niet uit.

Omdat mijn ervaring is dat op GoT een aantal heldere geesten zitten die ook nog verstand van natuurkunde hebben, zou ik graag de twee volgende cases willen voorleggen aan iemand die er echt verstand van heeft:

Ei op spijker
Bij dit trucje is het de bedoeling om precies op de evenaar een ei netjes recht op de kop van een spijker te zetten. Dit zou op de evenaar veel makkelijker gaan dan op andere plaatsen op aarde. Het argument is dat en ei op de evenaar geen last heeft van andere krachten (zoals het corioliseffect) en dus makkelijker rechtop staat.

Balanceren voetje voor voetje
Bij dit trucje werd gevraagd om over de lijn van de evenaar voetje voor voetje achter elkaar te lopen. Hierbij moesten de ogen dicht worden gehouden en beide armen gespreid. Dit zou moeilijker gaan op de evenaar dan op andere plaatsen op aarde. Het argument hiervoor was dat je bij het balanceren steeds naar het noordelijk- en zuidelijk halfrond wordt getrokken wat het behouden van je balans moeilijker maakt.
Wat mij betreft staan deze twee trucjes (met bijbehorende argumenten) haaks op elkaar omdat je in beide situaties iets op de evenaar probeert te balanceren. Naar mijn idee is dit op de evenaar niet anders dan op andere plekken aangezien de zwaartekracht je recht omlaag trekt en de positie van je zwaartepunt ten opzichte van je ondersteunend punt dus het enige is wat er toe doet. Het corioliseffect is voor balancering van een ei of het menselijk lichaam naar mijn idee niet merkbaar en dus te verwaarlozen in deze situatie. (Dat bijvoorbeeld in tegenstelling tot dit effect bij de wet van Buys Ballot).

Mijn vraag nu: waren deze trucjes onzin en zou je, indien je dit wetenschappelijk aanpakt, vrijwel dezelfde uitkomsten krijgen op een plek buiten de evenaar?

[Andamanen]

Het lijkt mij dat lokale zwaartekrachtsverschillen tussen twee plekken op aarde te verwaarlozen zijn vergeleken met invloeden van bijvoorbeeld de maan (die waarschijnlijk ook al te klein zijn om op te merken in ervaringen van mensen).

edit: Na het nogmaals te lezen was dit niet helemaal waar de trucjes over gaan, maar de effecten lijken mij nog steeds veel te klein om waar te nemen, als ze al bestaan. Ik denk dat het leuke dingen zijn die de mensen verzonnen hebben voor de toeristen en met behulp van een beetje suggestie zullen zij misschien ook iets ervaren.

[ Voor 45% gewijzigd door Andamanen op 25-08-2010 17:01 ]

[Dido]

Dat ei gaat helemaal niets merken van corioliskrachten, noch op de evenaar, noch op andere plaatsen. Zelfs de draairichting van de kolk van een leeglopende badkuip blijkt niet van het halfrond af te hangen.

Het balancerend over de evenaar lopen is lastig. Net zo lastig als elders. Het psychologische effect speelt heel zwaar mee, maar op deze manier over een lijn lopen is ook een standaard nuchterheidstest.
Er is geen enkele reden waarom je naar het noordelijk of zuidelijk halfrond zou worden getrokken, je wordt namelijk overal op aarde naar het zwaartepunt van de aarde getrokken. En dat ligt niet verspreid tussen noord- en zuidpool of zo.

[Techneut]

Dat ei is alleen maar een geintje. Het verhaal dat ik zelf hoorde was dat precies op het moment dat de zon boven de evenaar staat, je een ei op de punt te zetten. Is ook echt waar . Geintje is natuurlijk dat de zon nooit boven de evenaar staat, maar alleen maar de evenaar op 21 maart en 21 sept. passeert Een ondeelbaar van een seconde is hij dat punt al weer voorbij.
Een aardige toeristentrekker is zoiets natuurlijk wel. Evenals de poolcirkel die ik ooit in Zweden passeerde rond de langste dag. Ook daar vond je allerlei tentjes met prullaria. Geef de handel aldaar op zulke plaatsen eens ongelijk.

[PowerUp]

Dido schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 17:10:
Dat ei gaat helemaal niets merken van corioliskrachten, noch op de evenaar, noch op andere plaatsen. Zelfs de draairichting van de kolk van een leeglopende badkuip blijkt niet van het halfrond af te hangen.

Klopt. Zelfs tornado's zijn meestal te klein om iets van corioliskracht te merken, hoewel er wel meer linksom dan rechtsom draaien op het NH. Het Rossby getal geeft een indicatie hoveel effect deze kracht op iets heeft. Hoe lager, hoe meer.
Als meteoroloog in opleiding zou ik hier veel verstand van moeten hebben, maar ik vind het een van de moeilijkste onderwerpen

Dat verhaal over de zwaartekracht lijkt mij ook onzin. Die wijst altijd (ongeveer) naar onderen. Wel is het zo dat de Aarde ietwat elliptisch van vorm is, waardoor de zwaartekracht op de evenaar kleiner is dan op de polen. Daarom lanceert de ESA ook vanuit Guyana. Maar daar voel je zelf niet echt iets van

[joopv]

PowerUp schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 19:24:
[...]Dat verhaal over de zwaartekracht lijkt mij ook onzin. Die wijst altijd (ongeveer) naar onderen. Wel is het zo dat de Aarde ietwat elliptisch van vorm is, waardoor de zwaartekracht op de evenaar kleiner is dan op de polen. Daarom lanceert de ESA ook vanuit Guyana. Maar daar voel je zelf niet echt iets van

Nee, dat is omdat een satelliet die vanuit (een locatie dichtbij) de evenaar met een raket wordt gelanceerd een hogere aanvangssnelheid meekrijgt. Omtreksnelheid van de aarde is daar het hoogste, dat scheelt een slordige 40.000km/24h = 1666 km/h tussen de evenaar en de polen. En dat vertaald zich direct in brandstofverbruik, toelaatbaar startgewicht, toelaatbare massa van de nuttige payload (satelliet) enzovoorts.

[crizyz]

Daarom lanceert de ESA ook vanuit Guyana. Maar daar voel je zelf niet echt iets van

Heeft dat niet ook te maken met dat een gelanceerde raket al een bepaalde hoeveelheid energie meekrijgt door het draaien van de aarde? Een beetje hetzelfde idee als een balletje vasthouden, als een debiel rondjes gaan draaien en dat dan het balletje wegvliegt (en jij omvalt )...

Ehh joopv was me voor

[ Voor 3% gewijzigd door crizyz op 25-08-2010 19:37 . Reden: too late ]

[Marzman]

Het lijkt me vrij sterk maar wat ik er over kan vinden lijkt allemaal redelijk te kloppen over dat ei. Ook water stroomt anders op de evenaar (geen kolkje maar recht, dezelfde krachten zorgen er voor dat het ei makkelijker balanceerd).

http://wikitravel.org/nl/Quito

[PowerUp]

joopv schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 19:31:
[...]
Nee, dat is omdat een satelliet die vanuit (een locatie dichtbij) de evenaar met een raket wordt gelanceerd een hogere aanvangssnelheid meekrijgt. Omtreksnelheid van de aarde is daar het hoogste, dat scheelt een slordige 40.000km/24h = 1666 km/h tussen de evenaar en de polen. En dat vertaald zich direct in brandstofverbruik, toelaatbaar startgewicht, toelaatbare massa van de nuttige payload (satelliet) enzovoorts.

Ah, weer wat geleerd. De lagere zwaartekracht is dan een extra bonus

Marzman schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 19:37:
Het lijkt me vrij sterk maar wat ik er over kan vinden lijkt allemaal redelijk te kloppen over dat ei. Ook water stroomt anders op de evenaar (geen kolkje maar recht, dezelfde krachten zorgen er voor dat het ei makkelijker balanceerd).

http://wikitravel.org/nl/Quito

Water stroomt gewoon in een kolkje hoor, daar is de corioliskracht te klein voor: Wikipedia: Corioliseffect

[Andamanen]

Diegene die dat wikitravel-artikel heeft geschreven heeft zo te zien gewoon het verhaaltje van de lokale mensen bij de tourist-trap overgenomen.

[Marzman]

Hehe, misschien wel, ik had 3 van die artikelen open staan maar misschien dat die elkaar wel als bron gebruiken. Misschien handig als mensen die natuurkunde studeren dat erbij vermelden zodat we weten dat het niet uit zo'n bron komt

[Freeaqingme]

Waar het niet dat je dan in no-time zes miljard mensen hebt die natuurkunde gestudeerd hebben...

[joopv]

Ik dacht dat je onder laboratorium omstandigheden in een hele stabiele omgeving windstil, trillingsvrij en hele grote waterbaden enzovoorts wel de richtingsvoorkeur van de draaikolk op het NH cq ZH kunt aantonen.
Maar dan nog statistisch met een paar honderd proeven.

Wis/natuurkundig moet dat ook zo zijn natuurlijk, maar in de praktijk brengen valt niet mee op die schaal.

[Jovaro]

Het coriolis effect merk je als je beweegt op een ronddraaiend iets, bijvoorbeeld als je loopt op een draaimolen. Het werkt natuulijk ook als je je beweegt op de aarde, die draait ook rond, maar je beweegt je zo langzaam en de aarde draait zo langzaam dat je daar niks van merkt.

Een balancerend ei beweegt niet, dus die merkt al helemaal niks van een corioliseffect.

[0rbit]

Jovaro schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 20:25:
Het coriolis effect merk je als je beweegt op een ronddraaiend iets, bijvoorbeeld als je loopt op een draaimolen. Het werkt natuulijk ook als je je beweegt op de aarde, die draait ook rond, maar je beweegt je zo langzaam en de aarde draait zo langzaam dat je daar niks van merkt.

De enige echte "last" die ik ken van het Coriolis effect, vindt plaats als je met artillerie gaat schieten over grote afstanden. Een beetje granaat schiet je met Mach 3 uit een kanon en afhankelijk van de hoek duurt het toch wel enkele tientallen seconden tot 1,5 minuut of iets dergelijks tot zo'n granaat inslaat. Dan is het effect van het Coriolis effect meetbaar en in de ordegrootte van enkele meters afwijking. Er wordt dus ook al (sinds WO2 op de grote slagschepen bijvoorbeeld) door (toen nog analoge) computers voor gecorrigeerd. Dan met name voor grote afstanden natuurlijk.

[Techneut]

Zie ook artikel van Marzman later in deze draad waarin een reactie op een reactie hierop.

Marzman schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 19:37:
Het lijkt me vrij sterk maar wat ik er over kan vinden lijkt allemaal redelijk te kloppen over dat ei. Ook water stroomt anders op de evenaar (geen kolkje maar recht, dezelfde krachten zorgen er voor dat het ei makkelijker balanceerd).

http://wikitravel.org/nl/Quito

Waaruit maar weer overduidelijk blijkt dat je lang niet alles wat gepubliseerd staat serieus dient te nemen. Veel mensen schijnen daar wel toe te neigen: "Het staat daar en daar op Wikipedia, dus is het waar".

[joopv]

Volgens mij heeft dat niks met coriolis te maken. Het projectiel beweegt - eenmaal los in zijn baan - in zijn eigen referentiekader voort. De aarde draait er onafhankelijk onderdoor. Een projectiel wat wordt afgeschoten zal t.o.v. het aardoppervlak afwijken omdat het aardoppervlak gedurende de vlucht naar het oosten draait met de bekende hoeksnelheid van 360 graden per 24 uur .

[Andamanen]

Al is wikipedia zelf wel redelijk betrouwbaar. Dit soort websites gebaseerd op het wiki-systeem zijn dat een stuk minder.

[leuk_he]

Techneut schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 23:07:
Zie ook artikel van Marzman later in deze draad waarin een reactie op een reactie hierop.

[...]

Waaruit maar weer overduidelijk blijkt dat je lang niet alles wat gepubliseerd staat serieus dient te nemen. Veel mensen schijnen daar wel toe te neigen: "Het staat daar en daar op Wikipedia, dus is het waar".

Mee eens, net als de grapjes van de topic starter.

De effecten zijn er wel, maar niet meetbaar met de huis tuin en keukengrapjes als in dat wiki artikel.

maar anders vraag het een mythbuster programma.... (vooral als er een variant is met explosieven, zoals met het langeafstands kanon...)

[mux]

joopv schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 23:09:
Volgens mij heeft dat niks met coriolis te maken. Het projectiel beweegt - eenmaal los in zijn baan - in zijn eigen referentiekader voort. De aarde draait er onafhankelijk onderdoor. Een projectiel wat wordt afgeschoten zal t.o.v. het aardoppervlak afwijken omdat het aardoppervlak gedurende de vlucht naar het oosten draait met de bekende hoeksnelheid van 360 graden per 24 uur .

Dat is dus het leuke: coriolis'krachten' zijn een manifestatie van dat andere referentiekader. Het zijn ook geen echte krachten, het zijn verplaatsingen. De aarde draait verder 'onder het projectiel door' terwijl het projectiel gewoon rechtuit gaat.

[Fish]

Je hebt een leuk truukje met water .. op de evenaar draaid deze niet in een waterkolk naar beneden oid

[ Voor 6% gewijzigd door Fish op 25-08-2010 23:22 . Reden: verkeerde vid ]

[Dido]

fish schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 23:19:
Je hebt een leuk truukje met water .. op de evenaar draaid deze niet in een waterkolk naar beneden oid

Het is pas een paar keer gezegd in deze thread dat dat onzin is.
"Ja, maar, de video!" Jazeker. Ik zie iemand een emmer water in die bak kieperen en de stop eruit trekken voordat dat water tot rust is gekomen. Schitterend truukje voor de toeristen, maar het heeft niets met de evenaar te maken.

Geef me zo'n bak en ik kan je laten zien dat op de Nederlands-Belgische grens ook geen kolk optreedt. Twee meter in Nederlands draait het water rechtsom, twee meter in Belgie linksom. Of omgekeerd, als je dat liever hebt

[schizofreen]

PowerUp schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 19:24:
[...]

Klopt. Zelfs tornado's zijn meestal te klein om iets van corioliskracht te merken, hoewel er wel meer linksom dan rechtsom draaien op het NH. Het Rossby getal geeft een indicatie hoveel effect deze kracht op iets heeft. Hoe lager, hoe meer.
Als meteoroloog in opleiding zou ik hier veel verstand van moeten hebben, maar ik vind het een van de moeilijkste onderwerpen

Ok, corioliseffect lijkt me ook uitgesloten. Maar wellicht nog andere verschijnselen die een effect kunnen hebben?
(Ik wil graag dit verhaal solid debunken. )

Dat verhaal over de zwaartekracht lijkt mij ook onzin. Die wijst altijd (ongeveer) naar onderen. Wel is het zo dat de Aarde ietwat elliptisch van vorm is, waardoor de zwaartekracht op de evenaar kleiner is dan op de polen. Daarom lanceert de ESA ook vanuit Guyana. Maar daar voel je zelf niet echt iets van

Het is wel zo dat je gewicht (niet massa) op de evenaar een heel klein beetje lager dan op andere plaatsen op aarde. Deels door de vorm van de aarde en dus de afstand tot het zwaartepunt van de aarde en deels door de middelpuntvliedende kracht.
(http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=310)

[Confusion]

Dido schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 23:34:
Geef me zo'n bak en ik kan je laten zien dat op de Nederlands-Belgische grens ook geen kolk optreedt. Twee meter in Nederlands draait het water rechtsom, twee meter in Belgie linksom. Of omgekeerd, als je dat liever hebt

De voornaamste invloeden zijn de vorm van de bak (in asymmetrische bakken heeft de kolk vaak wel een voorkeursrichting) en de stroming die nog in het water zit. Neem een redelijk symmetrische bak en laat het water er twee keer in verschillende richtingen inlopen en voila: je kan demonstreren hoe de kolken een meter boven en onder de evenaar tegenovergesteld zijn.

joopv schreef op woensdag 25 augustus 2010 @ 23:09:
Volgens mij heeft dat niks met coriolis te maken. Het projectiel beweegt - eenmaal los in zijn baan - in zijn eigen referentiekader voort.

Het projectiel werd afgevuurd vanuit een roterend referentiekader en begint ook in dat referentiekader. Dat heeft invloed, net als wanneer je een prop uit een auto gooit of een bal vanaf een draaimolen. Net zoals de lucht om de kogel heen zal een kogel tijdens zijn vlucht een Corioliskracht ondervinden. Volgens Mr Atheist is die kracht groot genoeg om meegenomen te moeten worden. Heb jij argumenten of berekeningen om anders te denken?

[ Voor 55% gewijzigd door Confusion op 27-08-2010 15:20 ]

[Anoniem: 178962]

Voor afwijkingen in de zwaartekracht over de hele wereld:

Wikipedia: File:GRACE globe animation.gif

Er zijn dus zeker afwijkingen, maar deze zijn enkel meetbaar met extreem gevoelige meetinstrumenten en dus niet door huis tuin en keuken trucjes. Ook heeft dit weinig met de evenaar of het noordelijk en zuidelijke halfrond te maken.

De aarde is ook een dynamisch iets, de precieze plek van de evenaar op aarde wijzigt dus continu.

[BartS12]

Een compleet andere invalshoek om beide verhalen naar het rijk der fabeltjes te verwijzen, is het volgende.

*Alle* effecten die hier genoemd worden, zijn continu. Het is volstrekt ondenkbaar dat er een 'stapfunctie' optreedt; dat wil zeggen, een effect dat dramatisch groter is als je een meter opzij gaat.Dan zou het nog een meter verder namelijk *nog* veel groter zijn, en 1km verder ridicuul. Ergo, kan niet kloppen.

De enige mogelijkheid zou zijn als bepaalde krachten tot (exact) nul dalen op de evenaar (dan is het relatieve verschil met 1 stap verder mogelijk wel oneindig), maar daar is geen enkele reden voor.

/edit: op de noord- en zuidpool kun je nog wel iets verzinnen. Als je daar een kogel perfect recht omhoog schiet, dan draait de aarde er niet "onderdoor weg". Overal elders op aarde wel. (Dat kogels perfect recht omhoog schieten niet zo heel makkelijk is, is bij Mythbusters trouwens wel overtuigend aangetoond)

[ Voor 20% gewijzigd door BartS12 op 27-08-2010 15:28 ]

[Anoniem: 178962]

Dat lijkt me erg onwaarschijnlijk. De Mythbusters konden het niet omdat ze niet in een vacuum aan het werk waren en daarnaast ook weer niet state of the art spul gebruikte. Ik denk dat de variatie van kruit in de ene kogel tov de andere al een meetbaar effect heeft, vele malen groter dan de draaiing van de aarde.

Immers heeft de kogel de energie van de draaiing van de aarde met zich mee en zal deze niet verliezen in die paar sec dat het ding in de lucht vliegt. Het lijkt me dus erg onwaarschijnlijk dat de draaiing van de aarde dan ook maar zorgt voor een millimeter afwijking bij het omhoog schieten van een kogel.

Ook bij kanonnen zoals eerder genoemd is het niet zo dat de kogel direct onder de invloed is van de draaiing van de aarde, maar wel onder de invloed van de atmosfeer. De atmosfeer is wel onder de invoeld van de draaiing van de aarde en zo heeft het Corioliseffect invloed op lange afstands kanonnen. Meer enkel indirect, niet direct.

[Marzman]

BartS12 schreef op vrijdag 27 augustus 2010 @ 15:26:

/edit: op de noord- en zuidpool kun je nog wel iets verzinnen. Als je daar een kogel perfect recht omhoog schiet, dan draait de aarde er niet "onderdoor weg". Overal elders op aarde wel. (Dat kogels perfect recht omhoog schieten niet zo heel makkelijk is, is bij Mythbusters trouwens wel overtuigend aangetoond)

De aarde draaid misschien sneller op de evenaar, maar de atmosfeer (de lucht waar je de kogel in schiet) draaid toch mee? Het is niet dat je een wind van 3000 km/uur in je gezicht krijgt daar

[ Voor 3% gewijzigd door Marzman op 27-08-2010 16:40 ]

[mux]

Anoniem: 178962 schreef op vrijdag 27 augustus 2010 @ 16:04:


Ook bij kanonnen zoals eerder genoemd is het niet zo dat de kogel direct onder de invloed is van de draaiing van de aarde, maar wel onder de invloed van de atmosfeer. De atmosfeer is wel onder de invoeld van de draaiing van de aarde en zo heeft het Corioliseffect invloed op lange afstands kanonnen. Meer enkel indirect, niet direct.

Nee, dat klopt echt niet. Het is puur en alleen de draaiing van de aarde. Ja, natuurlijk geeft de atmosfeer ook weerstand, maar dat is niet het effect van de corioliskrachten.

[BartS12]

De aarde draaid misschien sneller op de evenaar, maar de atmosfeer (de lucht waar je de kogel in schiet) draaid toch mee? Het is niet dat je een wind van 3000 km/uur in je gezicht krijgt daar

Ik heb ook niet gezegd dat dit een groot (of zelfs maar serieus meetbaar) effect zou zijn Maar het effect is er wel degelijk, zeker op grotere hoogte (hoe hoog komt een kogel?).

Kijk maar naar de straalstroom op grote hoogte, die draait netjes om de aarde, in oostelijke richting (en zeker niet van noord --> zuid)

[schizofreen]

BartS12 schreef op vrijdag 27 augustus 2010 @ 15:26:
(...)
De enige mogelijkheid zou zijn als bepaalde krachten tot (exact) nul dalen op de evenaar (dan is het relatieve verschil met 1 stap verder mogelijk wel oneindig), maar daar is geen enkele reden voor.
(...)

Dat werd ook als 'argument' aangedragen (in minder wetenschappelijke bewoordingen) . Maar ik denk dat:
- dit zowiezo te weinig effect is om te merken (bij zowel ei- als balansproef)
- en anders juist weer tegenstrijdig is in het 'evenwicht' van een ei- of de balansproef