Vrije veld

Ik heb deze week een aardig cadeau gekregen: een uitvoering van Archimedes' beker van de matigheid. Het is een beker die, als je hem niet geheel vult, gewoon als beker functioneert....

Dit soort vragen hoort tot de natuurkunde van het dagelijkse leven. De klassieke boeken over dit onderwerp zijn de drie delen van Marcel G.J. Minnaert (De natuurkunde van 't vrije veld, Thieme, Zutphen). De eerste uitgave is van 1937. Mijn set is van rond 1970. Het eerste deel is ook in het Engels vertaald.

Regelmatig verschijnen er nieuwe boeken over dit thema. Een klassieker in het Engels is The Flying Circus of Physics van Jearl Walker (Wiley, 1975). Een van de nieuwste is Mad about Physics van P. Jargodzki en F. Potter (Wiley, 2001).

Al dit soort boeken volgen het zelfde stramien. Ze beginnen met een waarneming die op het eerste gezicht vreemd voorkomt. De waarneming wordt in de vorm van een vraag gepresenteerd. Bijvoorbeeld: waarom is geluid zoveel slechter te horen tegen de wind in dan met de wind mee? De schrijvers zijn allemaal goede onderwijzers en dus geven ze ook de antwoorden op de vragen. In veel van de boeken komen dezelfde vragen terug.

Minnaert had de geluidsvraag al. Zijn antwoord: geluid plant zich in wind niet meer rechtlijnig voort; geluidstralen worden gekromd, omdat de windsnelheid toeneemt met de hoogte.

Heel bekend is het volgende probleem: waarom lijkt de maan zoveel groter als hij vlak bij de horizon staat, vergeleken met de situatie wanneer hij hoog aan de hemel staat? Deze vraag houdt de mens al tientallen eeuwen bezig. Niemand weet het antwoord. Wel is bekend dat het verschijnsel een vorm van gezichtsbedrog is.

Waarnemingen van verschijnselen die op het eerste gezicht tegen de intuïtie ingaan, trekken makkelijk de aandacht. Apparaatjes die hierop gebaseerd zijn, doen het altijd goed als relatiegeschenk. U kent ze vast wel. De vogel die zijn snavel in een bak met water doopt en vervolgens een aantal keren schommelt, dan weer zijn snavel in de bak doopt, enzovoort. Of de schommel die bestaat uit een aantal kogels die aan een touwtje hangen.

Een mooi voorbeeld is ook de lichtmeter bestaande uit een glazen bol waarin zich vier vaantjes bevinden, twee zwart en twee glimmend, die als één geheel kunnen draaien. Een lichtbron, dichtbij de bol gebracht, zet het geheel in beweging. Als je denkt dat je het verschijnsel begrijpt, blijkt dat de draairichting precies omgekeerd is aan wat je verwacht. Meestal draaien de zwarte vaantjes weg van de lichtbron en draaien de glimmende naar de bron toe. Eenvoudige natuurkunde voorspelt precies de omgekeerde draairichting. Om de goede richting te voorspellen, moet je rekening houden met de opwarming van de zwarte vanen.

In Mad about physics worden deze apparaatjes allemaal behandeld. De auteurs hebben nog een leuke tip voor in de winter. Zuinige mensen zijn 's avonds voortdurend bezig lampen uit te doen als ze een kamer verlaten. Volgens de auteurs heeft dat geen zin. Een gloeilamp is erg inefficiënt wat betreft lichtopbrengst. De lamp produceert voornamelijk warmte. Het zijn dus kleine kacheltjes die uw centrale verwarming helpen.

O ja, de werking van de beker van Archimes: er zit een hevel in, in de vorm van een omgekeerde U.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.