Reactietijd met en zonder muziek: wat mag je concluderen?
Sanne en Youssef uit 3 vmbo-gt doen een practicum over reactietijd. Een klasgenoot houdt duim en wijsvinger klaar en zij laten een liniaal met het nulpunt bovenaan tussen die vingers vallen. De klasgenoot vangt de liniaal zo snel mogelijk. Hoe meer centimeter de liniaal zakt, hoe langer de reactietijd.
Ze verdelen tien klasgenoten in twee groepen van vijf. Groep 1 vangt de liniaal terwijl er via een koptelefoon harde muziek klinkt. Groep 2 doet precies hetzelfde, maar dan in stilte. Sanne en Youssef testen groep 1 direct na de pauze in een druk en lawaaiig lokaal. Groep 2 zijn ze pas het laatste uur, als iedereen moe is.
De resultaten in centimeters: met muziek: 13,5 – 14,0 – 14,2 – 15,1 – 16,0 zonder muziek: 10,5 – 11,5 – 11,8 – 12,0 – 12,2
Ze schrijven op: 'Muziek vertraagt je reactievermogen met bijna 3 cm.' Hun docent vindt dat deze conclusie zo niet mag worden opgeschreven.
1. Bereken voor beide groepen de gemiddelde valafstand en leg uit of het gevonden verschil de conclusie van Sanne en Youssef rechtvaardigt.
Read the worked answer
Gemiddelde met muziek: (13,5 + 14,0 + 14,2 + 15,1 + 16,0) : 5 = 72,8 : 5 = 14,56 cm. Gemiddelde zonder muziek: (10,5 + 11,5 + 11,8 + 12,0 + 12,2) : 5 = 58,0 : 5 = 11,60 cm. Het verschil is 14,56 - 11,60 = 2,96 cm, dus het rekenwerk past bij de conclusie.
Toch is de conclusie niet betrouwbaar. De groepen zijn maar vijf personen groot en de twee groepen zijn niet eerlijk vergeleken:
- groep 1 werd na de pauze in een lawaaiig lokaal getest, groep 2 aan het eind van de dag toen iedereen moe was;
- lawaai en vermoeidheid vertragen allebei de reactietijd;
- de ene leerling reageert van nature sneller dan de andere.
Je weet dus niet of het verschil door de muziek komt of door lawaai, vermoeidheid en verschillen tussen personen. De juiste conclusie is hooguit: 'In dit onderzoek reageerde groep 1 gemiddeld langzamer, maar dat kan ook aan andere factoren liggen.'
2. Noem twee factoren in de opzet waardoor het verschil ook door iets anders dan de muziek kan komen. Beschrijf daarna hoe Sanne en Youssef het onderzoek beter kunnen uitvoeren.
Read the worked answer
Twee factoren (uit deze drie):
- Lawaai/drukte in het lokaal tijdens het testen van groep 1.
- Vermoeidheid: groep 2 werd pas het laatste uur getest.
- Verschillende personen in de twee groepen, met verschillende aanleg.
Betere opzet:
- Test elke leerling in beide omstandigheden: één keer met muziek en één keer zonder. Zo is elke leerling zijn eigen controle.
- Wissel de volgorde af: de helft van de leerlingen eerst met muziek, de helft eerst zonder. Zo speelt oefening geen rol.
- Test op hetzelfde tijdstip, in een rustig lokaal.
- Herhaal elke meting tien keer en neem het gemiddelde; laat bijvoorbeeld een klasgenoot de liniaal laten vallen zodat degene die vangt niet kan voorspellen wanneer.
- Vergelijk daarna de gemiddelden per leerling; het enige verschil is dan de muziek.
3. Een klasgenoot vangt de liniaal na 8 cm, een ander na 16 cm. Beredeneer of de reactietijd bij 16 cm twee keer zo groot is als bij 8 cm.
Read the worked answer
Nee, dat is niet zo.
De liniaal valt steeds sneller. In de eerste centimeters beweegt hij nog langzaam, dus daar is veel tijd voor nodig. Voor de volgende centimeters is hij al op snelheid, dus die legt hij in kortere tijd af. Het tweede stuk van 8 naar 16 cm kost daarom minder extra tijd dan het eerste stuk van 0 naar 8 cm.
Met de valwet t = √(2s/g) kun je het controleren:
- 8 cm: t = √(2 × 0,08 : 9,81) ≈ 0,13 s
- 16 cm: t = √(2 × 0,16 : 9,81) ≈ 0,18 s
Dat is ongeveer 1,4 keer zoveel tijd (de factor is √2), niet 2 keer. Een twee keer zo grote valafstand betekent dus niet een twee keer zo grote reactietijd.