Je leest:

Waarom je wel koffie móet morsen

Waarom je wel koffie móet morsen

Auteur: | 10 mei 2012

Ook zo’n moeite met het lopen met een kop koffie zonder dat het over de rand heen klotst? Twee Amerikaanse natuurkundigen onderzochten hoe dat toch komt. Hun conclusie: het is onze eigen schuld, de manier waarop we lopen zorgt ervoor dat het eigenlijk onvermijdelijk is koffie te morsen.

Toen natuurkundige Rouslan Krechetnikov en zijn promovendus Hans Mayer tijdens een wetenschappelijk congres zagen hoe hun collega’s de grootste moeite hadden om zonder morsen te lopen met een volle mok koffie, was hun idee voor een nieuw onderzoekje geboren. Wat gebeurt er toch in zo’n mok, vroegen ze zich af, waardoor het onvermijdelijk lijkt dat de koffie tijdens het lopen over de rand loopt.

H. Mayer & R. Krechetnikov

De natuurlijke schommeling

Een vraag die op het lijf geschreven is voor de twee die, werkzaam aan de universiteit van Californië in Santa Barbara, actief zijn in de vloeistofdynamica – de studie naar de beweging van de vloeistoffen. Realiseer je overigens hoeveel wetenschap er nog schuil gaat achter iets ‘simpels’ als het lopen met een kop koffie. Naast de loopbeweging die per persoon verschilt, heb je te maken met een ingewikkeld samenspel van krachten tussen de koffiemoleculen in de mok.

Het heen en weer bewegen van koffie in een mok is vergelijkbaar met een slinger. Net als een slinger heeft koffie een zekere eigenfrequentie. Dit is de frequentie waarmee de koffie van nature gaat schommelen. Factoren als de vorm en grootte van de mok of de hoeveelheid koffie bepalen hoe groot de eigenfrequentie is. Krechetnikov en Mayer bepaalden deze frequentie voor een standaard type koffiemok.

Opletten vanaf stap zeven

Het duo ontdekte – door in een experiment proefpersonen met een koffiemok te laten lopen met verschillende snelheden – dat die eigenfrequentie van de koffie nagenoeg overeen komt met de ritmiek in de loopbeweging van een persoon. Oftewel: elke stap die je zet geeft een extra zetje aan de schommeling van de koffie, alsof je een duwtje tegen een schommel geeft. Door onze manier van lopen brengen we onze koffie automatisch tot schommelen!

Of het daadwerkelijk tot morsen komt is met name afhankelijk van onregelmatigheden in je looptempo. Als je bijvoorbeeld steeds sneller gaat lopen – wat mensen vaak neigen te doen – of een beetje gaat zwalken. Met camera’s die de loopbeweging van de proefpersonen registreerden en een sensor die het ‘koffiepeil’ in de mok in de gaten hield, ontdekten de onderzoekers dat tussen de zevende en tiende stap de kans het grootst is dat de koffie over de rand heen klotst. Het is maar dat je het weet.

Geen zin om je aan de tips te houden? Dan is deze ‘Spill Not’ misschien iets voor jou. Daarmee is morsen vrijwel onmogelijk. Bekijk een indrukwekkend filmpje.
Edmund Scientifics

Houd je mok in de gaten

Is morsen te voorkomen? Jazeker, alhoewel de tips die de onderzoekers aandragen aanvoelen als een open deur, met het verschil dat ze nu wetenschappelijk onderbouwd zijn. Eén: loop langzaam. Hoe langzamer je loopt, des te meer kans dat de schommelingen van de koffie binnen de perken (lees: randen van de mok) blijft. Twee: vul je mok niet te vol. Een afstand van een achtste van de diameter van de mok tot de bovenrand moet volstaan. Dat is ongeveer een centimeter.

En ten derde: kijk naar je mok terwijl je loopt. De experimenten toonden aan dat proefpersonen die hun mok in de gaten hielden aanzienlijk minder kans hadden op morsen. Vermoedelijk omdat mensen dan automatisch langzamer gaan lopen of omdat ze met hun hand te grote schommelingen in de mok corrigeren. Kortom, ook al lijkt het onderzoek voor de hand liggend, er zit meer achter dan je denkt. Kanshebber voor een Ig-Nobelprijs dus.

Bron:

H.C. Mayer en R. Krechetnikov, Walking with coffee: Why does it spill?, Physical Review E (26 april 2012) DOI:10.1103/PhysRevE.85.046117

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 mei 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.