Vrije val langs 75 etages

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Met een goederenlift en een weegschaal doe je al een zwaartekrachtexperiment.

Toen Betty Lou Oliver op 28 juli 1945 aan haar ontbijt zat, wist ze niet dat ze op het punt stond een wereldrecord te vestigen. Oliver, die werkte als liftbediende in het Empire State Building in New York, wist ook niet dat later die ochtend een verdwaalde B-25 bommenwerper naar binnen zou vliegen op haar werkplek. En ze wist niet dat je in noodsituaties nooit de lift moet gebruiken.

Toen om precies twintig minuten voor tien het vliegtuig de wolkenkrabber binnenschoot, bevond Oliver zich op de tachtigste etage – twee verdiepingen boven het ongeluk. Bij de explosie die volgde, liep zij ernstige brandwonden op; elf collega’s en de drie bemanningsleden kwamen om het leven. Ooggetuigen vertelden later hoe ze brandende brokstukken van tweehonderd meter hoogte naar beneden zagen storten. Een van de twee losgeschoten vliegtuigmotoren boorde zich dwars door het gebouw om vervolgens aan de andere kant weer naar buiten te komen. De ander eindigde in een van de liftschachten.

De overgebleven liften werden door de brandweer gebruikt voor het vervoeren van materieel en voor het bergen van de slachtoffers. Tot ze Oliver wilden evacueren. Vlak na het sluiten van de liftdeur (ping!) hoorden ze een knal als van een pistoolschot (pang!). De losgeschoten vliegtuigmotor had ook de andere liften beschadigd en het gewicht van de zwaargewonde Oliver was meer dan de gehavende kabels konden dragen.

Normaal is er op zo’n moment niet zo heel veel aan de hand. Zelfs als alle kabels zijn doorgesneden, zoals in het Empire State Building, stort een lift niet neer. Al in 1854 demonstreerde de Amerikaanse uitvinder en zakenman Elisha Otis (1811-1861) een veiligheidsrem voor liften, bestaand uit een bladveer die door de liftkabel onder spanning wordt gehouden. Als de kabel breekt, gaat de spanning van de veer, waardoor een veiligheidspal in een tandrad in de liftschacht schiet. Handig. Als het werkt. Helaas was bij het ongeluk in het Empire State Building ook het veiligheidsmechanisme beschadigd. De val van 75 verdiepingen die Oliver daarop maakte, staat nog altijd in de boeken als de hoogste overleefde liftneerstorting aller tijden.

Het is moeilijk te zeggen wat er precies door Olivers hoofd ging terwijl de liftcabine in vrije val naar beneden suisde. Het is wel te zeggen waar haar hoofd zich ongeveer bevond: ergens gewichtsloos zwevend in de lift. Voorwerpen in vrije val (liften, mensen, tennisballen) zijn namelijk gewichtsloos. Of als je het iets mooier wil zeggen: een voorwerp in vrije val oefent geen kracht uit op z’n omgeving. En de omgeving (actie = min reactie) oefent dus ook geen kracht uit op een object in vrije val – tot de landing, want dan komt de omgeving meestal terug with a vengeance. Meestal, want in het geval van Oliver zorgden neergestorte staalkabels en samengeperste lucht in de nauwe liftschacht voor een stootkussen waarin de liftcabine een min-of-meer zachte landing maakte.

Voor je eigen zwaartekrachtexperiment heb je – zonder direct in Olivers voetspoor te treden – eigenlijk alleen maar een personenlift nodig. Niet echt zero gravity, maar in een beetje snelle lift moet zero-point-nine-gravity haalbaar zijn. Hoeveel g precies kun je eenvoudig berekenen met behulp van een personenweegschaal. Weeg jezelf voor vertrek en kijk, terwijl de lift in beweging komt, wat de maximale uitslag van de weegschaal is. De kracht die je normaal gesproken uitoefent op je omgeving (en, nogmaals, je omgeving op jou) wordt gegeven door Newtons tweede wet: F = ma (kracht = massa × versnelling). Omdat je massa onderweg niet verandert, betekent gewichtsafname van bijvoorbeeld tien procent dat de versnelling óók tien procent lager is.

Auteur: Ernst Arbouw