Bodemloze fles in één klap

Er zijn een paar dingen om rekening mee te houden. In de eerste plaats kun je behoorlijk zere handen oplopen door zomaar een mep op de hals van een fles te geven. In het BOEM-lab kwamen we pas na een tijdje op het idee om eenschoonmaakdoekje een aantal keer dubbel te vouwen en dat op de hals van de fles te leggen. Dat verzacht de klap. Een beetje.

Verder kunnen bij deze proef de glassplinters in het rond vliegen. Draag een veiligheidsbril (vijf euro bij de bouwmarkt).

Er is nog een verklaring voor de brekende fles in omloop. Door de klap wordt de lucht in de flessenhals kortstondig samengeperst, daarbij ontstaat een schokgolf die door het water wordt doorgegeven en zo de bodem uit de fles drukt.

Er zijn verschillende redenen te verzinnen waarom dat niet klopt. De belangrijkste is dat de proef ook werkt met een gevouwen schoonmaakdoekje op de fles. Dat betekent dat er bij de proef nauwelijks lucht in de fles komt en de druk dus niet plotseling hoger wordt.

Auteur: Ernst Arbouw

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. In een fles met water kun je een behoorlijk sterke schokgolf creëren. Met één hand.

Garnalen zijn luidruchtige beestjes. Zo luidruchtig dat je een complete atoomonderzeeër kunt verstoppen onder een school garnalen. De geluidsgolven van sonardetectie worden simpelweg overstemd door het lawaai dat de diertjes maken, een soort permanente gebakken eierenruis, maar dan heel erg luid. Aanvankelijk werd aangenomen dat de garnalen (het gaat om de familie van pistoolgarnalen) het geluid maken door met de pootjes van hun scharen tegen elkaar te slaan. Het blijkt net iets ingewikkelder.

Als een pistoolgarnaal z’n schaar snel dichtslaat, ontstaat een bubbeltje en als dat de prooi raakt, wordt die tijdelijk verdoofd. Als zo’n vacuumbubbel vervolgens onder invloed van de waterdruk implodeert, ontstaat een schokgolf en het zijn een heleboel schokgolfjes van een heleboel garnalen die zorgen voor permanente achtergrondruis in ’s werelds oceanen.

Hetzelfde verschijnsel (beweging -> vacuüm - > implosie -> lawaai) doet zich bijvoorbeeld ook voor bij scheepsschroeven. Het werd in de Koude Oorlog en waarschijnlijk nog steeds, gebruikt om schepen te identifi ceren. Als de Sovjetmarine in Moermansk een nieuw schip te water liet, voer er een NATO-onderzeeër (garnalen!) achteraan om het geluid van de schroef op te nemen. Als je het karakteristieke geluid van een scheepsschroef kent, kun je nagaan waar een bepaald schip zich op een bepaald moment bevindt.

De NATO gebruikte daarvoor een netwerk van vaste onderwatermicrofoons. Als je het geluid op twee of meer microfoons oppikt, kun je een kruispeiling maken en weet je waar de Russen zijn zonder dat je ooit nog de haven uithoeft. Handig. Door zijn gebubbel is de pistoolgarnaal het luidruchtigste dier op aarde maar de vacuümbelletjes zelf zijn – laten we wel zijn – aan de kleine kant. Dat kan beter. Daarvoor heb je niet veel meer nodig dan kraanwater en een glazen fles.

Vul de fles tot net onder de rand – hou ongeveer vier tot vijf centimeter over – en geef vervolgens met de palm van je hand een flinke mep op de flessenhals. Het resultaat is verbluffend: je slaat met één klap de bodem uit de fles. Nou ja, het resultaat kán verbluffend zijn; in het BOEMlab moesten er flink wat klappen worden uitgedeeld, maar uiteindelijk werkte het.

Wat gebeurt er precies? Door de klap sla je de fles omlaag terwijl het water, als gevolg van de traagheid van massa, eigenlijk helemaal niet naar beneden wil. Het blijft als het ware op z’n plek hangen terwijl de fles beweegt. Daardoor ontstaat onderin de fles een vacuüm en als dat implodeert, ontstaat de schokgolf die de bodem uit de fles drukt.