Antwoorden NWQ 2003

1.  Waarom drinken wijnkenners liever champagne uit een kristallen glas dan uit een glazen glas?

B, kristal geeft meer bellen. Kristal bevat tot dertig procent loodoxide waardoor bellen sneller ontstaan. Een bel ontstaat als opgelost kooldioxidegas zich verzamelt bij een oneffenheid in het glas. Tijdens het vormen van de bubbel moet het kooldioxidegas de energiebarrière overwinnen tussen glas en bubbel-in-wording. Loodoxide verlaagt deze barrière. Hierdoor vormt een bel zich sneller. Een oneffenheid in een kristallen glas zal dus per seconde meer bellen veroorzaken dan een oneffenheid in een glazen glas. Overigens is antwoord C duidelijk onjuist. Een kristallen glas klinkt juist doffer dan een glazen glas bij het proosten. A is ook fout. Door de extra bellen in kristal is de kleur juist vager.

2 Rob staat in een weiland. Wim zweeft ongeveer honderd meter boven hem in een luchtballon. Rob schreeuwt naar Wim. Wim hoort dat luid en duidelijk. Als Wim terugschreeuwt, hoort Rob hem niet. Hoe komt dat?

C, op de grond zijn veel stoorgeluiden, zoals wind die langs de oren stroomt. In een ballon is het windstil, want een ballon drijft met de wind mee. Wim heeft dus geen windgesuis om zijn oren. Wim kan zich volledig concentreren op Rob. Op de grond zorgen behalve de wind ook bladergeritsel en achtergrondgeluiden voor verstoringen.

3 Is het waar dat vrouwen beter dan mannen emoties van gezichten kunnen aflezen?

A, ja. Dat hebben wetenschappers twintig jaar geleden aangetoond. Ook recent onderzoek laat zien dat mannen slechter scoren dan vrouwen. Mannen herkenden in gemiddeld 40 procent van de gevallen de goede emotie van een aantal gezichten. Vrouwen haalden 46 procent.

4 Hoe diep zink je weg in bewegend drijfzand wanneer je er rechtstandig in verzeild raakt?

A, tot aan je middel. Drijfzand is als een zware vloeistof met een dichtheid van ongeveer twee keer die van een menselijk lichaam. Dan geldt volgens de wet van Archimedes dat het verplaatste volume drijfzand gelijk aan de helft van het lichaamsvolume een tegenkracht levert die gelijk is aan het totale lichaamsgewicht. Dus zak je niet verder, ook al spartel je. Dat je wellicht niet onmiddellijk tot je middel erin zakt heeft te maken met de viscositeit. Je komt er dan ook niet gemakkelijk uit. Ook onverstandig: ondersteboven in drijfzand te geraken.

5 Kan je hoofdhaar in een nacht grijs worden?

C, nee, dat is een fabeltje. Er doen veel verhalen de ronde over mensen die in één nacht grijs werden. In een aantal dagen kan het wel en dan inderdaad bijvoorbeeld bij zeer groot verdriet. Antwoord A is dus fout omdat één nacht niet genoeg is.Oorzaak van het grijs worden in zeer korte tijd is een variatie van de haaruitvalziekte alopecia areata. Bij die variatie vallen gepigmenteerde haren uit en blijven ongepigmenteerde, grijze haren achter. Als één van de oorzaken, dus niet de enige, noemt de literatuur emotionele stress, bijvoorbeeld zeer groot verdriet. Antwoord B is fout, omdat een haar, ook niet van een donkerharige persoon, nooit langzaam grijs wordt. Een haar valt uit waarna een grijze haar de plaats inneemt.

 

6 Je staat op een plaat waarop een katrol vastzit. Door de katrol loopt een touw dat met het ene eind vastzit aan het plafond. Je trekt aan het andere eind. Kun je de plaat met jezelf erop omhoog trekken?

C, ja, dat lukt de meeste mensen. We gaan even uit van een ideale situatie. Dus touw zonder massa en zonder elasticiteit, katrol zonder massa en wrijving, plaat zonder massa, etc. We trekken een cirkel om persoon, plaat en katrol. Deze cirkel isoleert de krachten die alleen maar binnen de cirkel een rol spelen van de externe krachten. De tweede wet van Newton stelt dat een opwaartse beweging plaatsvindt als de kracht omhoog de neerwaartse kracht overschrijdt. De kracht omhoog is de kracht waarmee de persoon trekt. De neerwaartse kracht is de zwaartekracht of zoals natuurkundigen het noemen het gewicht van de persoon. Om te bewegen moet de persoon dus zijn eigen gewicht kunnen tillen. En dat is voor gezonde mensen best te doen. Nu hadden we de situatie ge�dealiseerd. De plaat, het katrol en het touw wegen nog een paar kilogram. Dat kan er ook nog wel bij.

7 Welke prins ruikt het minst naar zweet?

B, een prins helemaal gekleed in zilver op een zwart paard. Zilver doodt bacteriën, de grootste veroorzakers van zweetlucht. De kleur van het paard speelt een ondergeschikte rol. Het zal op een zwart paard iets warmer zijn dan op een bont of wit paard. De kleding en het zadel tussen man en paard verkleinen dit effect.

8 Hoe komt het dat je huid gaat rimpelen als je lang in bad hebt gelegen?

A, je huid neemt water op en zet uit. Als je lang in het bad gezeten hebt of in een zwembad hebt gezwommen, is de hoornlaag van je opperhuid lange tijd aan water blootgesteld. De opperhuid heeft in de loop van die tijd water opgenomen. Dit betekent dat hij gaat zwellen. Omdat de onderliggende lagen dat niet of minder doen, gaat je huid rimpelen. Wanneer je enige tijd uit het water bent, verdampt het water uit de hoornlaag en wordt de huid weer glad. Overigens zie je het rimpelen vooral aan de binnenkant van de hand. Dat komt doordat de binnenkant een dikkere hoornlaag heeft dan de buitenkant.

9 Je geeft een zetje tegen twee even lange rijen dominostenen. In de ene rij staan de stenen dicht op elkaar. In de andere rij staan de stenen ver uit elkaar. Welke rij is het eerst omgevallen?

B, de rij met stenen dicht op elkaar. Met twee één meter lange rijtjes Oudhollandse dominostenen is duidelijk te zien dat het rijtje met stenen dicht op elkaar het eerst omvalt. De achterliggende wis- en natuurkunde is ingewikkeld, al zijn er wel wat vuistregels. De belangrijkste factor bij het omvallen is de horizontale snelheid. Deze snelheid is lager bij stenen ver uit elkaar omdat daar veel tijd zit in het verticaal vallen. Overigens is de valsnelheid ook nog afhankelijk van wrijving, translatie, rotatie, moment en impuls. In 1986 heeft de Technische Universiteit Eindhoven de dominosteen helemaal doorgerekend.

10 Hou een strook papier aan een uiteinde vast. Draai het andere uiteinde een halve slag. Plak de uiteinden aan elkaar. Je hebt nu een band van Möbius. Knip de band in de lengte doormidden. Knip het resultaat nogmaals in de lengte doormidden. Wat hou je over?

B, twee banden. Maak als beginstrook een papieren Spaanse vlag, dus stroken met de lange zijden aan elkaar in de volgorde rood, geel, geel, rood. Maak nu van de vlag een Möbiusband. Deze Möbiusband bestaat uit een dikke gele baan en één dunne rode baan. Het lijkt alsof er twee rode banen zijn, maar dat is niet zo. Dat komt doordat we bij het maken van de Möbiusband de onderste rode strook van de vlag aan de bovenste vastplakken. De gele baan is twee stroken breed en zelf ook weer een Möbiusband. De eerste knip scheedt de beide gele stroken in de lengte van elkaar. We houden één gele band over, omdat de uiteinden van de bovenste gele strook aan die van de onderste zijn geplakt. De band is twee keer zo lang als de beginstrook. Hij zit over de gehele lengte vast aan een rode band. De tweede knip scheidt de rode van de gele band. We hebben dan een volledig rode en een volledig gele band. Elke band heeft de dikte van een beginstrook en is twee keer zo lang. Lastig? Ga gewoon even zelf knippen, plakken en weer knippen.

11 Kun je tijdens een hittegolf zoals die van afgelopen zomer een spiegelei bakken op het wegdek in de zon?

A, Nee, dat kan niet. Om een spiegelei te bakken, moet de ondergrond minstens 65 graden Celsius zijn en blijven. Weliswaar haalt zwart asfalt de 65 graden net, maar zodra het eiwit begint te stollen, kan de zon het asfalt niet meer verwarmen. De temperatuur daalt. Het enige dat erop zit, is het ei verplaatsen. Het potentiële spiegelei wordt dan een roerei.

12 Waarom beslaat een auto wel tijdens een heldere nacht en niet bij een bewolkte nacht?

B, de auto staat bij een heldere nacht meer straling af aan het heelal. Overdag verwarmt zonnestraling de auto. De auto bereikt een evenwichtstemperatuur omdat hij de warmte ook weer uitstraalt. 's Nachts vult de zon de uitgestraalde warmte van de auto niet aan. De auto koelt dus af. Bij een bewolkte nacht, werken de wolken als een combinatie van een spiegel en een deken. De wolken kaatsen een deel van de straling terug de atmosfeer in en absorberen een ander deel. De atmosfeer en het oppervlak van de auto zullen nauwelijks afkoelen met als gevolg dat er geen waterdamp zal condenseren. De auto beslaat dus niet. Bij een onbewolkte nacht daarentegen zijn er geen barrières tussen auto en heelal. De auto kan dan onbelemmerd warmte naar het 'koude' heelal uitstralen en zal sterk afkoelen met als gevolg dat er waterdamp uit de lucht op de auto condenseert.

13 Wanneer begint een astronaut in zijn ruimtevaartuig buiten de dampkring te zweven?

C, wanneer hij de motor van zijn ruimtevaartuig afzet. Gewichtloosheid, want daar hebben we het hier over, treedt op als de kracht op de ondersteunende vlakken nul wordt. Het gaat erom dat de astronaut geen ondersteuning meer heeft van zijn stoel of van andere delen van de cabine. Dat gebeurt als de cabine in de ruimte een 'vrije val' maakt en dat gebeurt als de motor wordt afgezet. Vergelijk het met wat gebeurt wanneer een auto over een hobbel schiet en los van de grond komt. De inzittenden zweven dan eventjes in de auto. Ze zijn plotseling gewichtsloos.

14 Op een tafel staan twee karretjes. Aan elk karretje zit een touw. Elk touw hangt naar beneden via een katrol aan de tafelrand. Aan het ene touw hangt een gewicht van vijf kilogram. Aan het andere touw trekt iemand met een kracht overeenkomend met vijf kilogram. Welk karretje komt sneller op gang?

B, het karretje met de trekkende persoon komt sneller op gang. Newtons wet zegt wel: "Gelijke krachten geven gelijke versnellingen aan gelijke massa's". Maar de massa's zijn hier niet gelijk. Bij het karretje met het gewicht eraan moet de zwaartekracht zowel het karretje in beweging brengen als het gewicht. Bij het karretje met de trekkende persoon hoeft de spierkracht alleen het karretje te trekken.

15 Bomen worden niet hoger dan 120 meter. Waarom?

C, boven de 120 meter neemt de boom geen kooldioxide op. Door de zuigspanning die nodig is om het water tot die hoogte omhoog te brengen, kunnen de huidmondjes niet meer opengaan. De boom kan dan geen kooldioxide opnemen en de opbouw van biomassa stopt.

16 Met een steekproef testen we de deelnemers aan de tiende Nationale Wetenschapsquiz op een verboden pepmiddel. Stel dat tien procent van de deelnemers het pepmiddel gebruikt. De test is slechts voor negentig procent zuiver. Eén deelnemer blijkt pep-positief. Hoe groot is de kans dat hij het pepmiddel daadwerkelijk heeft gebruikt?

B, vijftig procent. We nemen 100 deelnemers, daarvan zijn 10 gebruikers en 90 schoon. Van de 10 gebruikers zal de test er 9 terecht als gebruiker aanwijzen en 1 ten onrechte als schoon. En van de 90 schone deelnemers zullen er 81 terecht als schoon worden bestempeld en 9 ten onrechte als gebruiker. In totaal slaat de test dus 18 keer alarm. Ofwel, het lijkt of 18 deelnemers pep-positief zijn. Van die groep hebben 9 deelnemers daadwerkelijk gebruikt. Dus de kans dat een volgens de test pep-positieve daadwerkelijk het pepmiddel heeft gebruikt, is vijftig procent.

17 Waarom is sneeuw wit?

B, sneeuw reflecteert alle kleuren. De miljarden kristallen in sneeuw werken als diamantjes. Ze weerkaatsen het invallende licht alle kanten op. Al het licht dat op de sneeuw valt, reflecteert en komt weer terug. De sneeuw is wit omdat het licht dat er opvalt wit is. Tenminste, dat is normaal gesproken in de buitenlucht het geval. Sneeuw weerkaatst dan het witte zonlicht en ziet er dus wit uit. Als sneeuw onder een lantarenpaal met oranje licht ligt, is het oranje.

18 Aan wie danken wij de uitvinding van de lucifer?

B, aan de Duitse alchemist Henning Brand die in een poging om goud te maken in 1669 geconcentreerde urine verhitte terwijl hij de luchttoevoer afsloot. Op de bodem van het vat ontstond een witte substantie die vlam vatte en een helder licht verspreidde. Brand had het element fosfor ontdekt. Rond 1680 ontdekte de Engelse natuurkundige Robert Boyle dat er vuur ontstaat als je fosfor en zwavel tegen elkaar wrijft. In 1827 kwam de Engelse apotheker John Walker op het idee houten, in zwavel gedoopte stokjes langs fosfor te wrijven. Deze 'sulphuretted peroxide strikables' waren bijna een meter lang en nogal gevaarlijk in het gebruik. Ze hadden de neiging te ontploffen. Vanaf 1832 kwamen in Duitsland kleine lucifers op de markt.

19 Hoe komt een regenworm een zeer strenge winter door?

A, hij houdt diep in de grond een winterslaap. De worm kruipt tot naar dertig centimeter onder de vorstgrens. Die vorstgrens komt in Nederland ongeveer tot zestig centimeter onder de grond. De worm zit dus in de winter ongeveer op negentig centimeter diep. Daar is het wel koud, maar het vriest niet. Door de temperatuur nabij het vriespunt gaan wel alle levensprocessen van de worm op een laag pitje.

20 In een emmer water drijft een blokje hout. Je bindt een lang touw aan het hengsel en slingert de emmer aan het touw rond. Wat gebeurt er met het blokje hout?

C, het blokje blijft op hetzelfde niveau. Archimedes zegt dat de opwaartse kracht gelijk is aan het gewicht van de verplaatste hoeveelheid vloeistof. Dat gewicht is het gevolg van de zwaartekracht. Bij het rondslingeren wordt de zwaartekracht vergroot met de centrifugale kracht. De vergrote zwaartekracht wordt dan de oude zwaartekracht plus de centrifugale kracht. Deze krachten werken zowel op het blokje als op het water. Er gebeurt dus niets.