Wat weegt meer – een kilo lood of een kilo veren? Dat zou een vraag kunnen zijn uit een wetenschapsquiz voor kinderen. Iedereen weet het antwoord zonder na te denken. Het is basiskennis. We hebben het zo vaak gehoord dat het een cliché is geworden. ‘Evenveel!’ roept elke basisschoolleerling.
Maar klopt dat wel? Wat is het juiste antwoord? En waarom?
Het wordt lastiger als ik de vraag een beetje anders stel: Wat weegt meer, een kilo olijfolie (extra vergine) of een kilo heliumballonnen?’ Nu is het al minder duidelijk. Het cliché is doorbroken. Enig nadenken is vereist. Help!
Het probleem zit hem in de vraagstelling. Er zijn definities nodig van alle onderdelen van de vraag. Pas daarna kunnen we het antwoord gaan bepalen. Lood, veren en olijfolie kennen we. Geen toelichting nodig. De heliumballonnen zijn netjes opgeblazen met helium en dichtgeknoopt. Je ziet het voor je. De overige begrippen in de vraagstelling zijn veel abstracter: wegen en kilo.
Een kilo lezen we hier als kilogram. De kilogram is een maat voor een bepaalde hoeveelheid materie, te weten de massa ervan. In dit geval sluiten we maar even uit dat het experiment misschien plaatsvindt in een voertuig dat met bijna de snelheid van het licht rondjes rijdt. Einstein laten we er dus buiten. We nemen voor de massa gewoon de rustmassa van het voorwerp. Een kilogram dus.
Het werkwoord wegen kennen we ook, maar we moeten wel vastleggen hoe en waar we wegen. Om te beginnen: het gemak dient de mens, dus we gaan wegen op aarde. Om precies te zijn bij mij thuis in de keuken. Iedereen weet dat alles minder weegt op de maan. Daar trappen we niet in. En we gebruiken gewoon mijn keukenweegschaal.
Tot zover de definities. Nu de theorie. De weegschaal meet de kracht die op de bovenkant van het plateau wordt uitgeoefend. Wanneer ik er een kilopak suiker opleg, gebeurt er bij benadering dit: de zwaartekracht van de aarde trekt de suiker naar beneden met een kracht F die gelijk is aan massa m vermenigvuldigd met de valversnelling g. In formule F = m x g. Om de massa van de suiker uit te rekenen, hoeft de weegschaal alleen maar de gemeten kracht te delen door de van fabriekswege voorgeprogrammeerde valversnelling g en voilà de display toont een getal ergens in de buurt van 1000 gram. Maar de keukenweegschaal staat niet in het luchtledige. De kracht die het pak suiker uitoefent op mijn weegschaal wordt verminderd met het gewicht van de lucht die het verplaatst. Dat is de opwaartse kracht. Archimedes wist er al van. Als je weet wat het volume is van een gram suiker en het volume van een gram lucht, kun je de bijdrage van de opwaartse kracht uitrekenen. Voor het pak suiker komt dat neer op een verschil van 0,8 gram. Nauwelijks meetbaar met mijn keukenweegschaal. De cheesecake van mijn vrouw zal er niet door mislukken.
Bij een kilo lood is de afwijking nog minder dan bij suiker: 0,1 gram. Hoeveel volume een kilo veren precies inneemt, is helaas lastig vast te stellen. In plaats daarvan gebruik ik een kilo piepschuim van ongeveer 40 liter. Als we dat gaan wegen is de afwijking meer dan 50 gram! De volgende stelling is dus te verdedigen: een kilo lood weegt 50 gram meer dan een kilo piepschuim.
Bij heliumballonnen versus olijfolie is het nog veel erger. Een kilo helium neemt 5000 liter in. De opwaartse kracht is genoeg om een gietijzeren weegschaal van 7 kilo de lucht in te tillen. Dat lukt je niet met olijfolie.
Misschien is dit een beetje flauw voorbeeld, maar in het wetenschappelijk onderzoek speelt dit probleem altijd. Wat onderzoek je precies? Je kunt alleen zinnige conclusies trekken en uitkomsten van verschillende onderzoeken vergelijken, als je precies weet waar je het over hebt. Definities moeten worden vastgelegd. Procedures moeten worden beschreven en waar mogelijk gestandaardiseerd. Als de omgeving een rol speelt (zoals de luchtdruk in mijn keuken), moet dat keurig worden gedocumenteerd. Voor wetenschappers spreekt dat vanzelf. Maar voor journalisten, schrijvers en quizredacteuren die wetenschap willen populariseren is het een groot dilemma. Niemand zit te wachten op saaie definities, muggenzifterij over luchtdruk of gecompliceerde technische beschrijvingen van weegprocedures. Hoofdzaken graag! Het gevaar is dat meteen naar de resultaten springen het wetenschappelijk werk tekort doet. Als de lezer (bewust of onbewust) andere definities hanteert dan de schrijver, kan deze hem niet overtuigen. En dat wordt nog duizend keer verergerd door clichés: dingen die je voor waar aanneemt zonder ooit na te denken over wat er nou eigenlijk staat. Clichés schakelen elk kritisch denkvermogen uit. Juist om die reden zijn ze voor een schrijver heel verleidelijk. Je krijgt geen tegenspraak. Je denkt dat je je publiek hebt overtuigd, maar in werkelijkheid heb je het verdoofd. Vermijd clichés.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten