Het komt wel vaker voor dat een kunstenaar zich laat inspireren door een natuurkundig verschijnsel, maar het is uniek dat een student van de kunstacademie een installatie ontwerpt als ‘ode aan de grootheden’. Dat is precies wat Anouk Sijbenin haar project Flux gedaan heeft als afstudeeronderwerp van de Maastrichtse academie. De NRC van 20 september 2018 wijdde een artikel aan haar drie creaties Luchtvochtigheidsobject, Temperatuurobject en Luchtdrukobject.
De krant schrijft dat haar creaties zo groot zijn als meubels en doen denken aan wetenschappelijke apparaten. Het luchtvochtigheidsobject reageert op de vochtigheid van de lucht: een kunststof ‘haar’ wordt langer als de vochtigheid toeneemt en krimpt als die afneemt. Via katrollen wordt de lengteverandering versterkt.
De krant gaf het artikel de kop ‘een artistieke ode aan natuurkundige maten’.
a) Om welk natuurkundig begrip gaat het hier?
De installatie betreft luchtvochtigheid, temperatuur en luchtdruk. Dat zijn natuurkundige grootheden. De krant schrijft heeft het over maten. Bij maten denkt een natuurkundige aan de eenheden.
In de tekening zie je de opbouw van het apparaat. Via een snoer wordt de stand van een lens beïnvloed die zonlicht in het brandpunt bundelt.
b) Hoe vaak wordt de lengteverandering van de haren hier versterkt?
Stel dat de haren elk één millimeter korter worden, dan gaan alle vier losse katrollen één millimeter omhoog. Als gevolg daarvan wordt de draad die naar de lens gaat vier maal twee keer een millimeter ingehaald. De versterking is dus 8x.
Anouk vertelt dat de plaats van het brandpunt verschuift als de lens draait. Het gebundelde licht valt daardoor op een blok aluminium in het luchtdrukobject en verwarmt dit. Dit aluminium bevindt zich boven het wateroppervlak in een doorzichtige fles. Hierdoor stijgt de luchtdruk in de fles. In het water drijft een voorwerp waar bovenop een schijfje uitsteekt dat een lichtbundel onderbreekt. Het voorwerp is zo gemaakt dat het zinkt bij toename van de luchtdruk; het is een zogenaamd ‘cartesiaans duikertje’. Wanneer het zinkt is de lichtbundel niet langer onderbroken en bereikt deze het temperatuurobject. Daarin bevindt zich een steen, die opwarmt als er licht opvalt. Deze warmte wordt doorgegeven aan een thermokoppel, dat een elektrische spanning opwekt.Volgens Anouk zou dit in theorie een ventilator kunnen laten draaien.
c) Maak aan de hand van deze beschrijving een schets van de opstelling.
d) Welke vier natuurkundige grootheden beeldt Anouk hier uit?
Luchtdruk, temperatuur, warmte, stroomsterkte.
e) Zoek op hoe een thermokoppel werkt.
Een thermokoppel bestaat uit twee verschillende metalen die op één punt met elkaar verbonden zijn. Als er een temperatuurverschil is tussen dit contactpunt en de beide niet verbonden uiteinden, dan ontstaat daartussen een elektrische spanning.
f) Op YouTube kun je filmpjes vinden over een cartesiaans duikertje.Leg de werking uit.
Zie bijvoorbeeld onderstaande videos.
Als je de druk van de lucht boven het wateroppervlak vergroot, stijgt het water in de holte van het duikertje een beetje. Het hele duikertje bevat nu meer water dan eerst en heeft dus een grotere gemiddelde dichtheid. Dan zal het dieper zakken. Het duikt!
Is je fantasie geprikkeld?
g) Neem een natuurkundige grootheid in gedachten die je een ode waard vindt. Bedenk een opstelling waarin die grootheid centraal staat.
Je kunt denken aan: lengte, kracht, stroomsterkte, snelheid…
