Wie thuis een douchegordijn heeft, kent het ongetwijfeld: zodra je de kraan opendraait, wappert het plastic jouw kant op.
Erg vervelend, zo’n koud douchegordijn dat tegen je kuiten en billen plakt. Maar hoe komt dat eigenlijk?
Dat is een probleem waar natuurkundigen zich al jaren het hoofd over breken. En er is geen eenduidige verklaring.
Duidelijk is dat het te maken heeft met drukverschillen. Achter het douchegordijn is de druk lager dan in de rest van de badkamer, waardoor het plastic naar je toe beweegt.
Maar wat die onderdruk precies veroorzaakt, daarover zijn verschillende theorieën. Meerdere effecten spelen een rol, die elkaar ook weer kunnen versterken.
Schoorsteeneffect
Het schoorsteeneffect wordt ook wel 'trek' genoemd. Dit is het natuurkundig fenomeen dat ervoor zorgt dat warme lucht in een schoorsteen omhoog beweegt. Daardoor ontstaat er onder in de schoorsteen een gebied met lage druk dat lucht van buiten aanzuigt.
Met een douchegordijn creëer je in feite een soort schoorsteen. Het warme water verwarmt de lucht achter het douchegordijn. De warme lucht stijgt op en zuigt bij je voeten koudere lucht vanuit de rest van de badkamer naar binnen. Daardoor wordt het gordijn naar binnen getrokken.
Maar dit is niet de volledige verklaring. Als je koud doucht, komt het douchegordijn namelijk ook op je af (al is het effect dan wel iets minder sterk). Daarbij speelt een ander effect een rol, dat is ontdekt door een in Groningen geboren natuurkundige.
Bernoulli-effect
De wet van Bernoulli stelt dat lucht die sneller stroomt een lagere druk heeft. Deze wetmatigheid is voor het eerst beschreven in de achttiende eeuw door Daniel Bernoulli, een Zwitserse fysicus en wiskundige die de eerste vijf jaar van zijn leven in Groningen doorbracht.
Je kunt dit effect zelf simpel testen door over een vel papier te blazen. Dan beweegt het papiertje omhoog, zoals je kunt zien in de onderstaande video:
Hoe werkt dit principe?
Ook al kun je het niet zien, overal om je heen is lucht. En die lucht staat nooit stil. Luchtmoleculen zijn altijd in beweging: op en neer, heen en weer en van links naar rechts.
De moleculen die op en neer gaan, botsen tegen het vel papier. Dat noemen we druk.
Als je over het papier blaast, stuur je de moleculen de kant op van de blaasrichting. Dat betekent dat ze minder van links naar rechts bewegen en - belangrijker - minder op en neer. Ze botsen aan de bovenkant minder vaak op het papier en dus is de druk lager.
Aan de onderkant van het papier is niks veranderd. De druk onder het vel is nu groter dan aan de bovenkant en daardoor wordt het papier omhoog getild.
Het Bernoulli-effect is een van de principes achter de werking van een vleugel, waardoor een vliegtuig in de lucht blijft. En het zorgt er dus ook voor dat je wordt aangevallen door je koude douchegordijn. Het stromende water uit de douchekop brengt de lucht namelijk in beweging, waardoor de druk in de douchecabine zakt. De lucht in de rest van de badkamer duwt het gordijn naar binnen.
De wet van Bernoulli is de populairste verklaring voor het naar binnen waaien van een douchegordijn. Maar er is nog een effect dat mogelijk een rol speelt.
Coandă-effect
Open een fles wijn en schenk de inhoud voorzichtig in een glas. Als je de fles heel langzaam kantelt, belandt de wijn niet in het glas, maar stroomt het langs de fles zo op de grond.
Dit verschijnsel heet het Coandă-effect, vernoemd naar de Roemeense luchtvaartpionier Henri Coandă. Het beschrijft de neiging van stromende vloeistoffen of gassen om aan een oppervlak te blijven kleven.
Je kunt dit effect ook zien door een lepel heel losjes vast te pakken en met de bolle kant onder een stromende kraan te houden. Het water valt niet recht naar beneden, maar blijft plakken aan de lepel en buigt af. Kijk maar naar het onderstaande filmpje:
Als je goed kijkt, zie je ook dat de lepel de stroom in wordt getrokken. Het stromende water heeft dus niet alleen de neiging om aan een oppervlak te kleven, het oppervlak beweegt ook richting de straal. Dat gebeurt met een douchegordijn, waar druppels langs naar beneden stromen.
Dat is althans wat de Amerikaanse natuurkundigde Jearl Walker postuleert in de jaren tachtig. Klinkt wat vergezocht, maar tegen iemand die vrijwillig zijn hand in gesmolten lood steekt, ga je niet zomaar in. En daar blijft de discussie over het douchegordijnprobleem jarenlang steken.
Horizontale-vortextheorie
Tot professor David Schmidt van de University of Massachusetts in 2001 met een beter antwoord komt. Hij besluit om een computermodel te maken van een badkamer om te kijken hoe de lucht zich precies beweegt.
Hij verdeelt de ruimte in 50.000 vakjes en berekent voor elk gebiedje wat er gebeurt tijdens een douchebeurt van 30 seconden. Het kost hem twee weken, maar dan heeft hij een nieuwe verklaring. Eentje die hem later de Ig Nobelprijs oplevert, een parodie op de echte Nobelprijs voor ludieke onderzoeken.
Schmidt ontdekt met zijn computersimulatie dat de straal van de douchekop een horizontale werveling veroorzaakt. Het centrum van deze vortex heeft een lage druk, net als bij een tropische cycloon, en die zuigt het gordijn naar binnen.
Een plakkend douchegordijn is zo verholpen
Welke theorie de beste verklaring is voor dit alledaagse fenomeen? Ze kunnen allemaal tegelijk waar zijn - en elkaar ook versterken.
Zo verkleint het schoorsteeneffect bijvoorbeeld de afstand tussen het douchegordijn en jouw lichaam. Daardoor moet dezelfde hoeveelheid lucht door een kleinere opening stromen, waardoor de lucht versneld wordt. En dat zorgt voor een sterker Bernoulli-effect.
Wat de effecten gemeen hebben, is dat het relatief kleine krachten zijn. Doordat het douchegordijn licht is en een groot oppervlak heeft, reageert het plastic al op hele kleine drukverschillen.
Dat betekent ook dat je makkelijk iets kunt doen aan een plakkend douchegordijn. Je kunt de onderkant verzwaren met gewichtjes of het gordijn met water aan de muur of badkuip 'plakken'.
Maar de simpelste oplossing is het gordijn aan een kant niet helemaal dicht te trekken en een kier van zo'n 10 centimeter te laten. Dan is het probleem in de meeste gevallen opgelost. Alleen moet je dan wel goed opletten dat de badkamer niet verandert in een waterballet.
LEES OOK: Al 65 jaar zijn veel mensen niet in staat deze puzzel op te lossen – jij wel?
