Bling-bling voor onderzoeker

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Je kunt een jampot vol met rijst optillen met een mes.

Als jonge officier in de Royal Navy besteedde Francis Beaufort zijn geld uitsluitend aan boeken en wetenschappelijke meetinstrumenten. Nou had de latere admiraal een goed excuus: als hydrograaf en kaartenmaker heb je nou eenmaal gereedschap nodig, maar je gaat mij niet vertellen dat de Britse marine haar officieren niet voorzag van geschikte apparatuur. De werkelijke reden is natuurlijk dat wetenschappelijke meetinstrumenten de negentiende-eeuwse blingbling waren; leuke spulletjes voor mensen met te veel geld.

En dat is eigenlijk nog steeds zo. Er bestaan speciale veilingen voor antieke nautische- en wetenschappelijke instrumenten en ik kan uit m’n hoofd de namen noemen van minstens vijf universiteitsmedewerkers die op hun werkkamer een oude – ècht oude – microscoop of verrekijker hebben staan. Gewoon omdat meetapparatuur mooi is om naar te kijken, of het nou een barometer is of een sextant, een telescoop of een scheepschronometer. Ik durf de stelling wel aan dat een fors deel van de apparatuur in de Groningse universiteitslabs eigenlijk overbodig is. Sommige instrumenten worden uitsluitend aangeschaft omdat hoogleraren nou eenmaal ook gevoelig zijn voor bling.

Waarom deze uiteenzetting? Omdat we bij de proef van deze week een datalogger – een soort digitaal meetinstrument – hebben gebruikt waarvan ik acute blinglust krijg.
Misschien waren het de knopjes, misschien was het de kleur, misschien kwam het omdat je het apparaat aan je laptop kan aansluiten, ik weet het niet. Ik kan me in ieder geval nauwelijks voorstellen dat ik m’n werk nog kan doen zonder datalogger. Terwijl ik eigenlijk nooit data hoef te loggen. En, ter geruststelling van de lezer, je hebt voor deze proef eigenlijk helemaal geen datalogger nodig. Aan de andere kant: een iPod of een Blackberry heb je eigenlijk ook niet nodig.

Neem voor de proef een lege jampot, een pak rijst en een mes. Vul de jampot tot de rand met rijst en steek het mes er zo diep mogelijk, rechtstandig in. Tik voorzichtig een paar keer met de bodem op het tafelblad zodat de rijst zich een beetje zet; vul de ruimte die vrijkomt met nieuwe rijst en herhaal het proces. Je kunt ook het met een paar keer fl ink met het mes heen en weer wrikken om zo extra ruimte te maken.

Blijf dit doen tot er absoluut geen ruimte meer vrijkomt en er absoluut geen nieuwe rijst meer in de pot past. Trek nu zonder de jampot vast te houden het mes aan zijn heft omhoog en zie: de jampot komt mee.

Maar hoe vast zit dat mes precies? Meten is weten. Daarom knutselden we in het Boemlab met een constructie van ijzerdraadjes, ducttape en tierips de elektronische datalogger aan het mes. Vervolgens probeerden we voorzichtig het mes los te trekken terwijl we de jampot vasthielden. Resultaat: rond de 25 Newton met uitschieters naar boven.

Voor wie geen idee heeft hoeveel dat is: één Newton mag je niet, maar kun je wel, vergelijken met ongeveer honderd gram. Het cruciale verschil is dat honderd gram een massa vertegenwoordigt terwijl één Newton een kracht is.

Het verband tussen massa en kracht wordt weergegeven door de tweede wet van Newton: F = ma. Daarin is F de kracht uitgedrukt in Newton, m de massa in kilogram en a de (zwaartekrachts)versnelling, in Nederland 9,81 m/s2. En om te illustreren waarom je één Newton als er geen fysici in de buurt zijn, kan vergelijken met honderd gram:1 = m*9,81 dus 1/9,81 = m dus m = 0,102 kg.

Als je zelf wil meten hoeveel kracht het kost het mes los te trekken, gebruik dan een unster en vervang in de formule m met het gemeten gewicht – feitelijk dus de gemeten kracht.

Auteur: Ernst Arbouw