Iedereen die er ooit niet in is geslaagd een bierviltje in een hoed te gooien, moet er rekening mee houden:natuurkundigen van de universiteit van Bonn hebben ontdekt waarom deze taak zo moeilijk is. Echter, hun studie suggereert ook hoe de nauwkeurigheid en het bereik aanzienlijk kunnen worden vergroot. De resultaten worden gepubliceerd in de European Physical Journal Plus .

Bierviltjes beschermen tafels tegen lelijke condensringen. Echter, ze worden soms ook misbruikt als projectielen. Meestal met weinig succes:al na korte tijd de kartonnen onderzetter verlaat zijn pad, draait naar de kant, en valt op de grond. Maar waarom is dat zo?

Natuurkundigen van het Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics en het Argelander Institute for Astronomy van de Universiteit van Bonn hebben deze vraag nu onderzocht. Volgens hen, het gedrag van het bierviltje is onvermijdelijk, tenminste bij gebruik van de gebruikelijke werptechniek:het begint onvermijdelijk na maximaal 0,45 seconden af ​​te drijven. Speelkaarten gaan mis na slechts 0,24 seconden, CD's na 0,8 seconden.

De reden hiervoor is de interactie tussen zwaartekracht, tillen, en het behoud van impulsmoment:de mat kantelt naar achteren kort nadat hij door de zwaartekracht is gegooid. Dit geeft het een aanvalshoek, vergelijkbaar met een landend vliegtuig. Deze hoek creëert lift in de luchtstroom. "Echter, de hefkracht wordt niet uitgeoefend in het midden van de mat, maar eerder in het voorste derde, " legt promovendus Johann Ostmeyer uit, die op het idee voor het onderzoek kwam.

Hierdoor zou het ronde karton normaal gesproken snel omslaan. En dat doet het ook, maar alleen als het op een nogal onconventionele manier wordt gegooid. "Een bierviltje wordt meestal gedraaid als het wordt gegooid, vergelijkbaar met een frisbee, ", zegt Ostmeyers collega Christoph Schürmann van het Argelander Instituut voor Astronomie van de Universiteit van Bonn. "Dit verandert het in een soort tol." Deze rotatie stabiliseert de vlucht en voorkomt omslaan. In plaats daarvan, de hefkracht zorgt ervoor dat de mat naar de zijkant afdrijft - naar rechts, als het tegen de klok in wordt gedraaid; anders naar links.

Bierviltje werpmachine ontworpen

Tegelijkertijd, het gaat rechtop staan ​​- dus het is niet langer evenwijdig aan de grond, maar staat rechtop in de lucht als een draaiend wiel. In deze positie, de mat heeft een backspin - als hij echt als een wiel op de grond zou staan, het zou dus terugreizen naar zijn startpunt. Tijdens de vlucht, het verliest snel hoogte en valt op de grond. Dit proces is kenmerkend voor alle platte, ronde voorwerpen.

Het idee van de studie ontstond tijdens een excursie van het natuurkunde-showteam van de Universiteit van Bonn naar München. Het evenement boeit regelmatig enkele honderden bezoekers met zijn fascinerende fysieke experimenten. Terwijl de deelnemers samen een bar bezochten, ze vroegen zich af waarom vliegende bierviltjes zich gedragen zoals ze doen.

Bij hun terugkeer, de natuurkundigen pakten deze vraag systematisch aan:ze ontwierpen speciaal een bierviltjeswerpmachine en legden de vluchten vast met een hogesnelheidscamera. Hierdoor konden ze verifiëren of hun theoretische voorspellingen overeenkwamen met hun praktische observaties. "Er is geen aanvraag voor het project, " legt Prof. Dr. Carsten Urbach van het Helmholtz Instituut voor Straling en Kernfysica uit, een instituut van de afdeling Natuur- en Sterrenkunde aan de Universiteit van Bonn. "Echter, het probleem is duidelijk voor zowel leken als natuurkundigen. En het illustreert prachtig het hele proces waardoor de natuurwetenschappen kennis verwerven - van de waarneming tot de theorie en het experimentele testen ervan, tot en met de aanpassing en verdere ontwikkeling."

Speelkaarten kunnen afstanden tot 60 meter afleggen

Overigens, bierviltjes reizen het meest stabiel, en dus het verst, als ze heel snel draaien - een truc die ook is beheerst door 's werelds beste kaartwerper Rick Smith Jr., wiens record werpafstand meer dan 60 meter is. Echter, snel draaiende bierviltjes gaan niet langer dan 0,45 seconden rechtdoor. "Degenen die heel ver en precies willen werpen, moeten de mat in een verticale positie plaatsen en achterwaartse rotatie toepassen, " legt Ostmeyer uit - en dan, in dezelfde adem, waarschuwt voor mogelijke verwondingen.

Niet voor niets staat er aan het eind van de publicatie uit voorzorg een verontschuldiging:"Onze oprechte excuses aan iedereen die door een bierviltje is geraakt, zij het door onnauwkeurig richten of doordat wij anderen ertoe aanzetten dwaze experimenten uit te voeren."