Als je een kogel loslaat en tegelijkertijd een kogel perfect horizontaal afschiet, welke komt dan het eerste op de grond? Diederik legt het uit in deze video:
We gaan er eerst even van uit dat de aarde een perfect plat vlak is en er geen lucht is. Je weet wel, een heerlijk onrealistisch scenario, want dat maakt het rekenen voor natuurkundigen veel makkelijker. Galileo bedacht eeuwen geleden al dat ze in vacuüm exact tegelijk op de grond moeten komen. De horizontale snelheid verandert immers niets aan de verticale valversnelling. De aarde trekt aan allebei de kogels even hard. Maar laten we nu stap voor stap de werkelijkheid toevoegen.
Eerst: er is lucht, en dus luchtweerstand. Die ontstaat omdat een voorwerp al die akelige luchtmoleculen uit de weg moet beuken. Die wrijving hangt af van de totale snelheid van de kogel, en niet van een losse horizontale of verticale component. Gevoelsmatig is dat best logisch.
De langzaam vallende kogel duwt alleen de luchtdeeltjes onder zich weg. Maar de snel vliegende kogel ramt onderweg per seconde VEEL meer luchtmoleculen. Omdat de kogel schuin naar beneden beweegt, leveren al die botsingen aan de voorkant ook een opwaartse tegendruk op. Hierdoor ondervindt hij meer verticale weerstand en valt hij net iets langzamer. Daarnaast is de aarde natuurlijk geen plat vlak, maar een bol.
Als je een kogel hard genoeg afschiet, valt de aarde onder de kogel weg door de kromming van het oppervlak. In de praktijk is dit bij een gewoon handvuurwapen nauwelijks te merken en komen de kogels in een experiment nagenoeg tegelijkertijd neer. Maar artilleristen die projectielen over tientallen kilometers afvuren, moeten absoluut rekening houden met de kromming van de aarde en zelfs met het feit dat de aarde draait. Dat Coriolis-effect zie je heel duidelijk terug in hun kogelbanen.
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
