Antwoorden NWQ 2007

Vraag 1: Hoe behoud je het best voor enkele uren de bubbeltjes in een halflege fles champagne?

• Als je de fles zonder kurk in de ijskast bewaart

Bij kamertemperatuur heeft de kooldioxide een lagere oplosbaarheid in de champagne dan in de koelkast. Hoe kouder, hoe moeilijker het is voor de kooldioxide om te ontsnappen. Om champagne een korte tijd goed te houden, kun je hem dus het beste in de koelkast zetten. Maar, alhoewel het veel langzamer gaat dan bij kamertemperatuur, het gas blijft wel ontsnappen. Als je een fles champagne gedurende een paar dagen wilt bewaren, moet je hem afsluiten. De opborrelende kooldioxide bouwt een tegendruk op in de fles, die het proces van ontsnapping stilzet. Het toevoegen van een zilveren voorwerp is zinloos.

Vraag 2: Hoe drinken giraffen zonder dat water hun neus uit loopt?

• Ze drinken net als dieren met kortere nekken, zoals paarden en zebra's

 Drinken gaat bij giraffen niet anders dan bij andere dieren. Tijdens het slikken sluit de huig de neusholte van binnenuit af. Het strottenklepje sluit de luchtpijp. Daardoor is er maar één kanaal open van mond naar slokdarm. De tong maakt een soort rupsbeweging door de mond en door de keelholte. Zo komt het water in de slokdarm. De slokdarm maakt een peristaltische beweging. Overigens drinken giraffen alleen als het echt nodig is. Ze kunnen weken zonder water en hebben dan genoeg aan dauw en vocht uit het voedsel. Maar als giraffen drinken, kunnen ze in een keer ruim veertig liter achteroverslaan.

Vraag 3: Twee personen slapen in een tent. Ze beschikken over twee slaapzakken. Resulteert het aan elkaar ritsen van de slaapzakken in meer of minder ruimte per persoon?

• In een grote gezamenlijke slaapzak heeft ieder twee keer zoveel plek

In aan elkaar geritste slaapzakken heb je twee keer zoveel ruimte dan in een afzonderlijke slaapzak. Eén slaapzak is 0,6m breed. De omtrek is dan 2 x 0,6 = 1,2 m. De straal is daarmee 1,2 / (2 x PI) = 0,19m. De oppervlakte, bepalend voor hoeveel ruimte er gemaakt kan worden om te slapen, is daarmee maximaal PI x r x r = 0,11 m2 per persoon. Twee aaneengeritste slaapzakken: De slaapzak is nu 1.2m breed. De omtrek is dan 2 x 1.2 = 2.4m. De straal is daarmee 2.4 / (2 x PI) = 0.38m. De oppervlakte, bepalend voor hoeveel ruimte er gemaakt kan worden, is daarmee PI x r x r = 0.45 m2, dus 0.225 m2 per persoon, dat is twee keer zoveel.

Vraag 4: Het monogame huwelijk gebaseerd op liefde en vrije wil van de partners kreeg in Europa zijn juridische vorm tijdens de Middeleeuwen. Op welk recht steunt het normenstelsel dat doorslaggevend was voor deze innovatie?

• Het kerkelijk recht

Wat huwelijksrecht betreft, heeft het Romeinse recht weinig invloed uitgeoefend in latere tijd. Het Germaanse recht stond juist polygamie, uithuwelijking, huwelijk tussen naaste familieleden en verstoting van vrouwen toe. Dit recht is heel geleidelijk verdrongen door de leer van de Katholieke kerk. Zij maakte in de twaalfde eeuw van het huwelijk een sacrament, onverbreekbaar door de betrokken mensen, monogaam, buiten de vierde verwantschapsgraad en gericht op voortplanting. Natuurlijk is de uitvoering en beleving van het huwelijk in de loop der tijd slechts geleidelijk veranderd en wellicht niet helemaal conform de kerkelijke norm, maar zij stond wel aan de basis van het moderne huwelijksrecht.

Vraag 5: Het Panorama Mesdag is een cilindervormig schilderij dat enkele meters van de toeschouwers is verwijderd. Aan de horizon zie je heel kleine scheepjes. Zie je die beter met een verrekijker?

• Nee, je zult alleen de structuur van het schilderij beter zien

Mesdag heeft de illusie van afstand verkregen door de scheepjes niet alleen klein aan de horizon, maar tevens "wazig" weer te geven. Dit om de verstoringen van het golffront tussen waarnemer en object op een dergelijke afstand boven zee te simuleren. Als je er met een verrekijker naar kijkt, zie je dus alleen de structuur van het schilderij beter. Dat een verrekijker op die afstand niet scherp te stellen zou zijn, is onzin.

Vraag 6: Verbrand je tijdens het skiën vanaf de Zugspitze op een zonnige winterdag sneller dan aan het strand bij Zandvoort op een zonnige zomerdag?

• Nee, alleen de lichaamsdelen die verbranden verschillen

De zonkracht aan het strand in Zandvoort is groter dan die op de Zugspitze in het skiseizoen. Maar zonkracht gaat uit van de hoeveelheid ultraviolet zonlicht op een horizontaal oppervlak. Dit gaat dus niet op voor de Zugspitze. Maar in besneeuwde bergen speelt de reflectie van sneeuw mee. Deze 'omgevingsstraling' wordt de actinische flux genoemd. Er is wel verschil in het soort ultraviolet licht: in Zandvoort is er meer UVB-straling en op de Zugzpitze meer UVA-straling, maar de totale hoeveelheid ultraviolet licht waarvan je kan verbranden is even sterk tijdens een zomer in Zandvoort als in het skiseizoen op de Zugspitze. Alleen kan je in Zugspitze door de sneeuwreflectie op de raarste plaatsen verbranden, zoals de onderkant van je kin en de binnenkant van je neus.

Vraag 7: We nemen een kop koffie, gieten er een scheut Tia Maria in en doen er dan nog een scheutje koffieroom in. Wat gebeurt er?

• De room begint spontaan te pulseren

Dit wordt veroorzaakt door convectie. Convectie is de beweging die ontstaat als gevolg van een verschil in dichtheid tussen de Tia Maria en de koffieroom. Zodra de room is toegevoegd, begint de alcohol erdoorheen omhoog te diffunderen. Zodra de alcohol het oppervlak bereikt, vermindert het de oppervlaktespanning in de room. Op plaatsen waar geen alcohol omhoog is gekomen blijft de oppervlaktespanning ongewijzigd, waardoor de vloeistof met de lage oppervlaktespanning die kant op wordt getrokken. Terwijl de vloeistof aan het oppervlak wordt weggetrokken, komt er nieuwe Tia Maria omhoog om zijn plaats in te nemen. Zolang er een verschil in dichtheid blijft bestaan in het mengsel, zal deze beweging blijven bestaan.

Vraag 8: Je zet een brandende kaars in een glazen jampotje op de rand van een draaischijf. Naar welke kant gaat de vlam, als de schijf stationair draait?

• Naar binnen

De lucht in het jampotje ondervindt een centrifugale kracht door het ronddraaien. Hierdoor wordt de koude, dichtere lucht naar buiten geduwd. De hetere, lichtere lucht, dus de vlam zelf, komt dan aan de binnenkant te zitten.

Vraag 9: Welke klank hoor je als je naar een opname luistert van iemand die 'pa-pa' zegt, en tegelijk een filmpje ziet van iemand die met zijn lippen een 'ka-ka'-beweging maakt?

• ta-ta

Een 'pa-pa'-geluid maak je met je lippen; een 'ka-ka'-geluid met je mond wijd open. Als je het ene geluid hoort en het andere 'ziet', maken je hersenen een soort compromis van de twee. Het lijkt dan net alsof je 'ta-ta' hoort. Dit heet het 'McGurk-effect'. En is voor het eerst in 1976 beschreven. Het 'McGurk-effect' laat zien dat we auditieve en visuele informatie combineren bij het verstaan van spraak. Het effect is zeer robuust: zelfs als je ervan weet, verandert dat de perceptie niet. We weten allemaal dat het verstaan van spraak niet alleen van geluid afhangt. Zelfs in een lawaaiige kroeg kunnen we vaak nog prima een gesprek volgen, al verstaan we niet alle woorden.

Vraag 10: Kunnen mensen elektromagnetische golven van mobiele telefoonmasten voelen?

• Nee, dat kan niemand.

Mensen kunnen de elektromagnetische golven van telefoonmasten niet voelen. Tijdens een Engels onderzoek uit 2007 werden proefpersonen blootgesteld aan GMS- en UMTS-straling. De proefpersonen waren verdeeld over een groep mensen die symptomen kregen van blootstelling aan straling (zogenaamde elektroallergie) en een controlegroep. Beide groepen bleken even slecht in het bepalen of de straling aan of uit stond. De experimenten werden, zoals dat betaamt, dubbelblind uitgevoerd. Elektroallergie lijkt dus vooral een psychosomatische aandoening te zijn. Dit betekent overigens niet dat op de lange termijn elektromagnetische golven geen schadelijke gevolgen kunnen hebben voor de gezondheid, maar dat vroegen we niet.

Vraag 11: Je hebt twee identieke blikjes cola. Eén schud je, de ander niet. Ze rollen daarna tegelijk een helling af. Welk blikje is eerder beneden?

• Het ongeschudde blikje.

Dat zie je meteen als je het experiment zelf doet. De verklaring hiervoor is enigszins omstreden. De meest gebruikte verklaring is dat de druk in een geschud blikje door het vrijgekomen kooldioxide hoger is. Dit zorgt voor een extra rolweerstand. Een Amerikaanse natuurkundige, die dit zogeheten 'Shaken Cola Syndrome' experimenteel onderzocht, beweert echter bewijs te hebben gevonden dat de belletjes in de vloeistof het traagheidsmoment van het geschudde blikje vergroten, waardoor het blikje langzamer rolt.

Vraag 12: Als je een lamp tegen je duim houdt, zie je door het weefsel een rood schijnsel. Hoe komt dat?

• Door de samenstelling van het licht.

Wit licht, zoals van een lamp, is samengesteld uit allerlei verschillende golflengten zichtbaar licht. Het elektromagnetisch spectrum voor zichtbaar licht loopt van rood naar violet en bevat verder alle kleuren. Je ziet kleur doordat bepaalde golflengten wel en andere golflengten niet je oog binnenkomen en op je netvlies vallen. In het geval van de lamp tegen de duim, worden de meeste golflengten door het weefsel en bloed geabsorbeerd. Het rode licht komt wel door je duim heen en valt op je netvlies. Je ziet dus een rood schijnsel.

Vraag 13: Waarom is slechts een klein gedeelte van de middeleeuwse Arabische wetenschap in middeleeuws Europa bekend geworden?

• De Europese vertaalcentra waren ver verwijderd van de Arabische wetenschapscentra.

De Arabische wetenschap is voornamelijk via teksten in Europa bekend geworden. Nadat een deel van het Iberisch schiereiland en Sicilië in de 12e eeuw werden heroverd van de Arabieren door de Christenen, zijn de daar gevonden wetenschappelijke teksten vertaald naar het Latijn. Doordat deze gebieden ver verwijderd waren van de Islamitische wetenschapscentra in Irak en Iran, waren de beschikbare werken in Spanje en Sicilië niet de meest recente versies. Zo werd het rekenboekje van al-Khwarizmi in het Latijn vertaald, hoewel deze werken in het Oosten allang achterhaald waren. De kruisvaarders hadden geen interesse in wetenschap en waren hiervoor ook niet getraind. En berekeningen van gebedstijden en de richting van Mekka waren helemaal geen centraal thema in de Arabische wetenschappelijke traditie.

Vraag 14: Had de Franse Revolutie positieve invloed op de Franse kookkunst?

• Ja, de kookkunst kreeg een impuls door de Revolutie.

Door de sociale veranderingen kwamen bredere lagen van de bevolking in aanraking met de haute cuisine van de adel en de gegoede burgerij.

Vraag 15: Waarom worden de poten van een kerstkalkoen of ander gevogelte tijdens het braden vaak bedropen met vet?

• Om het vlees overal heet te houden.

Het vlees van de poten wordt het malst als het langdurig wordt verhit. Omdat de poten niet erg dik zijn, is de verhouding tussen het volume en het oppervlak kleiner dan bij de rest van de kalkoen. De poten zullen dus sneller afkoelen. Door het vlees te bedruipen met vet, kan het water uit het vlees slechter verdampen. Verdamping kost warmte die wordt onttrokken aan het vlees. Bedruipen met vet voorkomt dus afkoeling.

Vraag 16: Je gooit een aantal keren met een dobbelsteen. Welk van de volgende drie uitkomsten maakt de grootste kans?

• Dat je in 6 worpen minstens eenmaal een zes gooit.

De kans op eenmaal 6 in 6 worpen is 1 min de kans op geen zes. Per worp is de kans op geen 6 gelijk aan 5/6, dus de kans op a is 1 - 5/6 tot de macht 6, dat is 0,67. De kans op tweemaal 6 in 12 worpen is 1 min de kans op geen 6, min de kans op maar 1 zes. Geen zes in 12 worpen levert een kans van 5/6 tot de macht 12, de kans op precies 1 zes in 12 worpen is 12 mogelijkheden keer de kans van 1/6 op een 6, keer de kans van 5/6 op geen zes tot de macht 11. Dat is 0,62. De kans op 3 of meer 6 en in 18 worpen is het kleinst, die is namelijk 1 min de kans op geen zessen (1/6^18), min de kans op eenmaal 6 (18 maal 1/6 maal 5/6^17), min de kans op precies tweemaal 6 (het aantal mogelijkheden in welke worpen je die twee zessen gooit is 18*17*16*15*....2*1, gedeeld door 16*15*14*12... maal 2. dat is 153. Dit maal 1/6^2, maal 5/6^16). De kans op c komt daarmee uit op 0,60.

Vraag 17: Er ligt een groene, halfrijpe banaan op een schaal. Na een aantal dagen is deze rijp en geel geworden. Wanneer bevat de banaan de meeste calorieën?

• In halfrijpe, groene toestand.

Een banaan raakt ongeveer een half procent suiker kwijt door respiratie tijdens de rijping. Dit gaat de lucht in als CO2. De calorische inhoud neemt dus af. Dit betekent overigens níet dat je maar beter rijpe bananen kan eten dan onrijpe tijdens het dieten. Tijdens het rijpen wordt namelijk het zetmeel in de groene banaan omgezet in 'snelle suikers'. Deze omzetting maakt niet uit voor het aantal calorieën dat de banaan bevat, maar wel voor de opname door het lichaam. Snelle suikers leveren direct energie, die dus makkelijker dik kunnen maken, als er niks met de energie gedaan wordt.

Vraag 18: Gebruikt een vliegtuig dat tegen de klok invliegt in de regel meer of minder energie dan hetzelfde vliegtuig op de retourvlucht van dit traject?

• Dat hangt af van de vlieghoogte.

Je kunt alleen brandstof besparen als je gebruik maakt van de straalstromen. Deze zeer sterke wind (minstens windkracht 11) waait meestal op een hoogte van 9 tot 10 kilometer. Het grootste deel van de tijd is deze stroming van west naar oost gericht, maar door de vele kronkels kan de luchtstroming op bepaalde plaatsen ook naar zuid of noord gericht zijn. Als je op de goede hoogte vliegt, en de wind staat gunstig, kost een vlucht van Amerika naar Europa minder brandstof en minder tijd dan de terugvlucht.

Vraag 19: Wat is de zuinigste manier om je bad te laten vollopen met water van 38 graden Celsius?

• Eerst het koude water erin.

De hoeveelheid warmte die je verliest aan de omgeving is recht evenredig met het verschil in temperatuur tussen het water en zijn omgeving. Om het warmtelek het laagst te houden, moet je dus dit temperatuurverschil zo lang mogelijk klein houden. Dat doe je door eerst het koude water in het bad te doen. Het koude water is meestal kouder dan de lucht en onttrekt dus warmte aan die lucht, in plaats van dat het warmte afstaat. Als het warme water er aan het einde wordt bijgevoegd is de temperatuur van het water in het bad gedurende de hele vultijd lager geweest dan de gewenste waarde, en is het warmtelek het kleinst.

Vraag 20: Wanneer loopt een bad water het snelst leeg?

• Als er iemand in zit.

Als er een persoon in het bad zit, stijgt het waterniveau. De persoon neemt immers een bepaald watervolume in, dat wordt weggeduwd omhoog. Door de stijging van het waterniveau stijgt de druk boven de uitstroomopening. Met als resultaat dat het bad sneller leegloopt.