Antwoorden NWQ 1995

Vraag 1: Ongeveer 98% van het DNA van chimpansees is gelijk aan dat van de mens. Wat is toch uitgesloten tussen chimpansee en mens?

• Een succesvolle bloedtransfusie

Vraag 2: Welke wiskundig belangrijke ontdekking deden bewoners van India ca. 1500 jaar geleden.

• Ze ontdekten het getal nul

Zo'n 1300 tot 1500 jaar geleden werd in Zuid- of Centraal-India (bronnen verschillen daarover van mening) het getal nul geïntroduceerd. In de tiende eeuw werd het algemeen gebruikt in Arabië, door kooplieden. Rond de veertiende eeuw werden de Romeinse cijfers die in Europa werden gebruikt steeds meer vervangen door de Arabische cijfers. Zo maakte de nul ook zijn opgang in Europa. Belangrijk bij de Acceptatie van de nul was de centrale rol die de balans in de boekhouding speelde.

Vraag 3: Waarom worden er bij volwassenen die vanaf hun geboorte doof zijn zelden elektronische gehoorimplantaties verricht?

• Om goed te kunnen horen moeten de hersenen op jonge leeftijd met geluid worden gestimuleerd

Puur wetenschappelijk is het zo dat voor het ontwikkelen van een systeem in de hersenen stimulatie nodig is. Het is echter niet zo dat dit op volwassen leeftijd niet meer kan, het gaat alleen langzamer en het systeem ontwikkelt in mindere mate: echt goed horen, zoals wij dat doen, zal nooit meer gaan. Een belangrijke reden waarom ze geen gehoortransplantaten bij volwassenen aanbrengen is dat zij op een heel andere manier taal hebben verworven (gebaren taal). De behoefte is dus veel minder groot. Bovendien moeten de patiënten heel lang oefenen om effect ervan te hebben, en daardoor haken veel mensen af. Dit zijn dus ook mogelijke antwoorden als de vraag als open vraag aan de TV-kandidaten wordt voorgelegd.

Bij doof/blinden wordt de operatie echter wel uitgevoerd, zodat ze in elke geval nog wat prikkels uit de omgeving kunnen opvangen. Ook worden de implantaties gedaan bij doof geboren kinderen, die 3 of 4 jaar oud zijn. Het is een heel heilzame ingreep, zegt dr. A.F. van Olphen, KNO-arts in het Academisch Ziekenhuis Utrecht, van groot belang voor de patiënten. Het is een voorziening waar ze in Utrecht al 14 jaar mee bezig zijn en die nog niet in het verzekeringspakket zit. Van Olphen hooft dat de ziekenfondsraad dit jaar probeert de voorziening op te nemen: het is dus nog een (politiek) actueel onderwerp ook.

Vraag 4: Je hebt 9 zakken met elk 1000 munten en een gewone weegschaal. In één zak zitten uitsluitend valse munten van 9 gram. De andere zakken bevatten echte munten van 10 gram. Hoeveel keer moet je minstens wegen om de zak met valse munten eruit halen?

• 1 keer

Dat gaat als volgt: je nummer de zakken 1 t/m 9. Uit zak 1 hal je 1 munt, uit zak 2 haal je 2 munten tot en met 9 munten uit zak 9. Je weegt al deze munten tegelijkertijd. Waren dit allemaal echte munten dan zou je op een gewicht van 450 gram uit moeten komen. Is zak 1 nu de zak met valse munten dan kom je uit op 449 gram, bij zak 2 op 448 gram, tot en moet 441 gram als zak 9 de valse munten bevat.

Vraag 5: Wat werd mogelijk door het gebruik van de scanning tunneling techniek?

• Het zichtbaar maken van atomen

De Scanning Tunneling Microscoop werd in het begin van de jaren tachtig uitgevonden door Gerd Binnig en Heinrich Rohrer. Techniek: een zeer scherpe naald wordt vlak boven (= 1nm) het te onderzoeken preparaat bewogen. Als er een elektrische spanning tussen de naald en het preparaat staat, kan er een stroom gaan lopen door het "tunnelen" van elektronen. Door deze tunnelstroom (en de spanning) constant te houden terwijl de naald over het preparaat beweegt, kan het profiel van het preparaat worden bepaald. Meerdere van dergelijke profielen samen, vormen een drie-dimensionaal beeld van het oppervlak.

Vraag 6: Mieren vormen vaak zeer georganiseerde gemeenschappen. Sommige vormen van organisatie gaan wel heel ver. Welke van de volgende werkzaamheden wordt daadwerkelijk door mieren uitgevoerd?

• Het wieden van onkruid rond de plant waar de mieren leven

Veel mensen zullen kiezen voor a. omdat ze vaak mieren hebben zien slepen met dingen. Er bestaat een miersoort die op deze manier een bepaalde schimmel bemest, waar de larven van eten. Een andere soort bemest de plant waarin ze leven. Echt bewust een composthoop aanleggen, doen mieren niet. De miersoort Pseudomyrmex ferruginea leeft in acacia's. De grond rondom de acacia houden ze in een straal van 40 cm vrij van concurrerende plantensoorten.

Vraag 7: De Nationale Wetenschapsquiz leverde vorig jaar zes finalisten op. De notaris begon met het trekken van de derde prijs. Volgens een krant zou het eerlijker geweest zijn om bij de trekking met de eerste prijs te beginnen. Klopt dit?

• Het maakt geen verschil, in beide gevallen is de kans op de eerste prijs even groot

Een mooie rekensom: 
Als je uit zes kandidaten begint met het trekken van de eerste prijs, dan is het berekenen van de kans op de eerste prijs simpel: 1 op de 6, dus 1/6. Begin je met de derde prijs dan gaat de berekening als volgt: de kans op niet de derde prijs bij zes mensen is 5/6; de kans op niet de tweede prijs is 4/5 (er zijn nog vijf mensen over; de kans op de eerste prijs is dan 1/4 geworden. De totale kans is dus: 5/6 x 4/5 x 1/4 = 20/120 = 1/6.

Vraag 8: Tropische orkanen kunnen alleen ontstaan in gebieden waar:

• Het zeewater warmer is dan 27 graden Celsius

Als men de berichtgeving rond orkaan Luis een beetje heeft gevolgd, dan had men ze dit zeker kunnen weten. Het oppervlak van het zeewater moet een temperatuur van meer dan 27 graden Celsius hebben. Dit is nodig omdat de verdamping van het water, de energieleverancier voor de storm is. Je spreekt van een orkaan als de snelheid van de wind meer dan 34 meter per seconde is.

Vraag 9: Thuis, in Nederland of België, laat je de badkuip leeglopen. In welke richting draait de wervel die boven het afvoerputje ontstaat?

• Soms linksom en soms rechtsom

De aarde draait om haar as van west naar oost. Daarom hebben punten dichtbij de evenaar een hogere snelheid in oostelijke richting dan punten dichtbij de polen. Hierdoor ontstaat de Coriolis-kracht, een kracht die bewegende objecten een afwijking bezorgt.

Australiërs gaan er prat op dat bij hun het water met de klok mee het putje in verdwijnt. Maar .... de Corioliskracht is een hele kleine kracht: als de gootsteen niet perfect symmetrisch is, als het water niet volkomen roerloos in de badkuip staat dan is de Coriolis-kracht al niet meer van belang. De ideale omstandigheden zijn thuis, en misschien zelfs in een laboratorium, niet te bereiken: denk alleen maar aan de stop die je uit het putje moet trekken. Die brengt al een groot genoege storing teweeg om de Coriolis-kracht teniet te doen. Puur toeval dus, hoe het water wegstroomt.

Vraag 10: Volgens Celsius bevriest water bij 0 graden. Volgens Fahrenheit bij +32 graden. Volgens welk systeem zou je het het koudst hebben bij -40 graden?

• Maakt geen verschil

Dit is volgens een eenvoudige berekening te bewijzen:

C = 5/9 * (F - 32)

C = 5/9 * (-40 - 32)

C = 5/9 * (-72)

C = 5 * -8

C = -40

Vraag 11: Waaruit haalt een boom zijn massa?

• Uit de lucht

Het lijkt onlogisch: je geeft je planten water, je verpot ze af en toe: dat zullen ze dus wel nodig hebben om te groeien. Maar bomen en planten groeien omdat ze CO2 omzetten in bouwstoffen, die voornamelijk uit koolstof bestaan. Die CO2 haalt de boom uit de lucht.

De chemische samenstelling van hout is:

cellulose (C6H10O5): 40% - 60%

hemicellulose: ca. 20%

lignine (houtstof): 18% - 30% (polymeer opgebouwd uit drie aromatische alcoholen)

Verder: vetten, wassen, vluchtige oliën, harsen, gommen, minerale verbindingen, gebonden water.

De watervrije substantie van hout bevat: 50% koolstof, 43% zuurstof, 6% waterstof, 0,3% stikstof en 0,5% mineralen.

Natuurlijk zit er in bomen ook veel water. In lichte houtsoorten zit procentueel veel meer water dan in zwaardere houtsoorten; het percentage water kan zelfs oplopen tot 200% van het drooggewicht van het hout. Dit water zit echter niet gebonden aan het hout van de boom, maar bevindt zich voor het grootste deel in celholtes. In een droge omgeving, als de boom gekapt is bijvoorbeeld, verdwijnt dit water voor een groot deel uit het hout. Als je het over de massa hebt van hout, dan wordt daarmee de massa bij een vochtgehalte van 12% - 15% bedoeld.

In de 44*106 vierkante kilometer oerwoud en bos wordt jaarlijks 11*1012 kilogram koolstof vastgelegd.

Vraag 12: Wat heeft de mannelijke eikel gemeen met delen van gewone lippen?

• Een identieke waterhuishouding

De eikel en de lippen zijn de enige delen van het lichaam waar zich geen zweetklieren bevinden.

Vraag 13: Waardoor werd de mate van verstedelijking in de meeste Europese landen voor de 19e eeuw vooral beperkt?

• Problemen voortvloeiend uit de energievoorziening

In de meeste landen en streken vormde hout in die tijd de enige belangrijke bron van warmte-energie. Omdat hout groot en zwaar is, viel het slechts in beperkte hoeveelheden naar de stedelijke woonconcentraties aan te voeren. In de landen van Europa werd daardoor voor omstreeks 1800 een urbanisatie-graad van 10 à 15 procent zelden doorbroken. Een uitzondering daarop vormde de Republiek de Zeven Verenigde Nederlanden, omdat die ruimschoots over winbare en over water vervoerbare turf kon beschikken. De urbanisatiegraad lag daar dan ook veel hoger: ca. 40% in de Republiek en zelfs ca. 60% in Holland.

Vraag 14: Volgens Laplace kan iemand die op een zeker tijdstip de exacte positie en snelheid van alle deeltjes in het heelal weet, in principe alle toekomstige gebeurtenissen berekenen. Volgens moderne opvattingen is deze stelling:

• In principe onjuist

Volgens de quantummechanica: ten eerste is het door de onzekerheidsrelatie van Heisenberg niet mogelijk tegelijkertijd plaats en snelheid van een deeltje met absolute nauwkeurigheid te kennen, en ten tweede is, als de quantum-toestand van een systeem zo goed mogelijk bekend is, daaruit alleen de waarschijnlijkheid van toekomstige gebeurtenissen te berekenen.

Gedachtenkronkels: freedom of will, chaostheorie, bestaat toeval, God dobbelt niet/wel.

Vraag 15: Je wilt graag een zachtgekookt eitje. Moet er iets veranderen aan de kooktijd van het ei als je geen gewoon kraanwater gebruikt, maar zeewater?

• Ja, het ei moet korter koken

Zeewater kookt bij een hogere temperatuur dan kraanwater. Dit kan je zien als je water kookt en er dan een handje zout in gooit: het water stopt met koken. Als je het doorverwarmt begint het na een vrij korte tijd opnieuw te koken, bij een hogere temperatuur. Het vriespunt van zeewater ligt op -1,9 graden.

Vraag 16: Een elektriciteitssnoer kan belast worden met 2300 W. Waarom kan het als het over een haspel gerold zit nog maar 880 W hebben?

• Door de ohmse weerstand van het snoer

Het gaat in dit geval puur om de warmte-ontwikkeling, waardoor het snoer zal smelten, als het opgerold zit. Omdat er in het snoer twee draden zitten, ontstaat er door de wikkeling geen magnetische spoel.

Vraag 17: Het gewicht van een mens wordt voor 96% bepaald door de elementen H, O, N en C. Hoe zwaar zou een mens wegen die uit 9,5 * 10E24 atomen bestaat?

• 1 ons

Een mens bestaat voornamelijk uit de elementen H, O, C en N, samen goed voor 96% van het gewicht van een mens. Van elke 200 atomen in een mens zijn er 126H, 51 O, 19 C en 3 N en 1 andere. Het gemiddelde atoomgewicht van deze vier elementen is 6,1. (126*1 + 51*16 + 19*12 + 3*14 : 199) . EJn mol, dus 6.1023 atomen (getal van Avogadro) van dit atomenmengsel weegt dus 6,1 gram. 9,5.1024 atomen wegen dan 9,5.1024 : 6.1023 maal 6,1 gram = 15,833 * 6,1 = 96,5833 gram. Dit is 96% van het gewicht, dus het totale gewicht wordt dan 100:96 * 96.5833 = 100,6 gram.

Ter vergelijking:

Een embryo van 4 maanden is ongeveer 20 cm lang en weegt al ruim een ons. Iemand van 80 kg bestaat ongeveer uit 7,6.1027 atomen. In 95 liter water zitten 9,5.10E27 atomen.

Geschat wordt dat er in ons melkwegstelsel 100 miljard (10E10) sterren zijn, en er zijn duizenden en duizenden sterrenstelsels.

Vraag 18: In de postmoderne filosofie speelt het begrip 'deconstructie' een belangrijke rol. Hiermee wordt bedoeld:

• Het tonen van de mogelijkheid om een tekst anders te interpreteren

Vraag 19: Wat is, voor een psycholoog, tijdens een verhoor de meest betrouwbare indicatie dat iemand liegt?

• Het aantal woorden dat de ondervraagde gebruikt

Al je liegt gebruik je minder woorden.

Vraag 20: In de poolzee drijft een enorme ijsberg. Onder invloed van het broeikaseffect smelt hij. Wat gebeurt er met het zeewaterpeil?

• Dat blijft gelijk

Volgens de wet van behoud van volume maakt het niet uit of het water in vaste vorm of als vloeistof in de zee aanwezig is. Omdat het iedereen zo bang is dat onder invloed van het broeikaseffect de zeeën zullen stijgen, antwoordt men wellicht dat het waterpeil stijgt. Deze stijging is echter het gevolg van het smelten van landijs, ijs dat vastzit aan het land en dat als het smelt in de zee terecht komt, waardoor het waterpeil dus wel stijgt.

Vraag 21: Als je een ballon met helium in een auto vervoert, gaat hij tegen het autodak aanhangen. Wat gebeurt er met de ballon als je een bocht maakt:

• Hij beweegt naar de binnenbocht toe

Als de auto door de bocht gaat, werkt hij als een soort centrifuge: de zwaarste deeltjes gaan onder invloed van de centrifugale kracht naar de buitenkant, de lichtere deeltjes blijven aan de binnenkant. Net zoals was in de centrifuge zal de lucht, die zwaarder is dan het helium in de ballon, naar buiten toe gaan.

Vraag 22: Op hetzelfde moment dat iemand op de grond een steentje precies 5 meter omhoog gooit, schiet een ander op 10 meter hoogte een kogel recht vooruit. Welke van de twee raakt als eerste de grond?

• De kogel

Het lijkt een cliché-vraag waarop het antwoord is: ze raken tegelijkertijd de grond. Maar: op het moment dat de steen op 5 meter hoogte is, is zijn snelheid 0. De kogel, die van bovenaf naar beneden valt, heeft op een hoogte van 5 meter al een snelheid die naar beneden is gericht. Die valt dan dus ook als eerste op de grond.