Archive for 12/03/2014

De vraag van de week (9)   Leave a comment

Ik kan niet wachten tot haar bad is leeggelopen! ;-)

Ik ken in mijn omgeving een aantal mensen die op de vraag ‘Wat is het hoogste lichamelijke genot?’ bijna zeker ‘een heerlijk, warm badje met flink veel schuim waar je zalig in kan wegzinken’ als antwoord zouden formuleren. En die mensen hebben hier uiteraard een punt. Maar onze vraag van deze week heeft er slechts zijdelings iets mee te maken. Ik moet spontaan terugdenken aan een bepaalde episode uit The Simpsons, waarin Bart het antwoord op ons vraagstuk wilde checken. De meervoudige vraag luidt als volgt: ‘In welke richting stroomt het water weg? Gaat de draaikolk met de klok mee of juist tegen de wijzers van de klok in? En is het waar dat een bad op het zuidelijk halfrond in een andere richting leegloopt dan één op het noordelijk deel van onze planeet?’

In 1962, toen het badwatervraagstuk voor het eerst opdook in de Engelstalige pers, ontlokte het een vloedgolf van reacties. Er ontstond een hoog oplopende discussie, waarbij de ene partij betoogde dat de draaikolk linksom moest draaien op het noordelijk en precies andersom op het zuidelijk halfrond. Anderen bestreden dat en voerden daarbij aan dat zowel de linksom als rechtsomgaande beweging voorkwam op onverschillig welk halfrond van onze planeet. Uiteindelijk moest de officiële wetenschap er aan te pas komen om de onderlinge ruzies te beslechten. Daarom schonken de natuurkundigen die zich bezighouden met de bestudering van de vloeistofdynamica allereerst aandacht aan de draairichting die het water had toen de badkuip volliep. Water – zo rapporteerden onderzoekers uit Duitsland – heeft een bijzonder goed ‘geheugen’ voor de richting waarin het in de badkuip is gestroomd. De waterstraal loopt meestal onder een bepaalde hoek het bad in en zo ontstaat een circulatie die door het water wordt vastgehouden tot bij het weglopen toe. Twee teams van natuurkundigen in Massachusetts (VS) en Sydney (Australië) namen hun proeven dan ook pas nadat zij het water in hun bassins dagenlang hadden laten rusten alvorens ze het lieten weglopen. Gebruik werd gemaakt van een volkomen vlak en cirkelvormig bassin met een diameter van 1,8 meter en een diepte van 15 cm. Het centrale afvoergat was op exact dezelfde hoogte geplaatst als de bodem en verbonden met een 6 meter lange buis waarin aan het vrije uiteinde een stop was geplaatst. Na de dagenlange stilstand van het water trokken de onderzoekers plechtig de stop uit de buis en lieten het bassin leeglopen. Na 15 minuten verscheen de draaikolk tegen de klok in draaiend voor de onderzoekers op het noordelijk en met de wijzers van de klok mee draaiend voor de onderzoekers op het zuidelijk halfrond.

Water dat in tegengestelde richtingen door de afvoer stroomt – de verklaring van het merkwaardige verschijnsel kan alleen worden gezocht in de aswenteling van de aarde, waardoor plaatsen die zich dichter bij de evenaar bevinden een grotere omloopsnelheid hebben dan plaatsen die meer in de richting van de polen zijn gelegen. De omloopsnelheid op het aardoppervlak neemt dus af naarmate we de pool naderen. Op de pool zelf is de omloopsnelheid nul en is alleen nog van een draaiing rond de eigen as sprake. Van bovenaf gezien linksom draaiend op de noordpool en rechtsom draaiend op de zuidpool. Een overeenkomstig verschil bestaat ook tussen het noordelijkste en zuidelijkste punt van een badkuipafvoer – ook al liggen ze maar een paar centimeter uiteen. Aan de zuidkant van de afvoer is de omloopsnelheid op het aardoppervlak iets groter dan aan de noordkant (althans voor het noordelijk halfrond; op het zuidelijk halfrond is het precies andersom) en als gevolg daarvan zal het water linksom kolkend weglopen. Het linksom wegkolken op het noordelijk en het rechtsom wegstromen van water op het zuidelijk halfrond is in de natuurkunde bekend als het Coriolis-effect. Het is genoemd naar de Franse ingenieur en wiskundige Gaspard Gustave de Coriolis (1792-1843), die in 1835 een traagheidskracht ontdekte die werkt op een voorwerp dat beweegt ten opzichte van een draaiend stelsel. Er valt nog veel meer over te vertellen, maar dat zou ons té ver leiden. 😉

Posted 12/03/2014 by ambijans in Algemeen