Icon up Overzicht

Een steen die zweeft (Exaktueel)

Onderwerp: kracht en beweging

Begrippen: Kracht, Impuls, Tweede wet van Newton

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Jarenlang stond dit beeld – met de naam ‘Het is me wat’ – in de hal van het ministerie van volksgezondheid, waar de steen vaker niet dan wel zweefde.


Bron: Stamper @ Wikipedia.

De foto is gemaakt bij de onthulling in 1999. Volgens Schippers zouden ambtenaren de steen uit zijn evenwicht gebracht hebben door er propjes tegenaan te gooien. Museum Boymans van Beuningen adopteerde het beeld en liet met medewerking van de TU Delft een veiligheids­mechanisme aanbrengen. In de kerstvakantie van 2016 stond het kunstwerk op de kinderexpositie ‘Alles kids’.

Journalist Henny de Lange deed in Trouw van 30 december levendig verslag. “De steen kan de zwaartekracht tarten door drie elektromagneten in de sokkel die kracht uitoefenen op magneten die in de steen zijn verwerkt. De zweefsteen blijkt voor meer sensatie te zorgen dan het museum vooraf had kunnen bedenken. Met een enorme knal trad deze week al twee keer het beveiligings­mechanisme in werking. Zoveel aantrekkingskracht oefent de steen uit, dat sommige bezoekers de verleiding niet kunnen weerstaan om hun hand tussen de steen en de sokkel te steken.”

a) Als je in de klas een spreekbeurt over deze zwevende steen kon geven, hoe zou je dan beginnen?

b) Teken de krachten die op de steen werken.

c) Zoek op internet hoe groot de massa van de steen is en van welk materiaal hij gemaakt is.

d) Zou een tochtje de steen kunnen verstoren?

e) Wat kun je afleiden uit de bewering dat de steen met een propje uit evenwicht te brengen is?

Met diodelasers in de sokkel wordt tientallen keren per seconde de afstand tot de onderkant van de steen gemeten. De steen moet echter niet alleen in verticale richting op zijn plaats blijven, maar ook in het horizontale vlak. Daarom zijn er ook kleine elektromagneten die voor horizontale krachten kunnen zorgen. Elektronica zorgt voor aansturing van de elektromagneten om noodzakelijke correcties uit te voeren.

f) Denk je dat Schippers’ bewering kan kloppen dat de steen door propjes van ambtenaren uit zijn evenwicht raakt? Onderbouw dit met een berekening, waarbij je gebruik maakt van geschatte gegevens.

g) Wat gebeurt er als je je hand in de spleet steekt?