Antwoorden NWQ 2009

Vraag 1: Kan een operazangeres met haar gezang haar eigen gehoor beschadigen?

• Ja, als ze vaak en lang uit volle borst zingt

Diverse studies bij muzikanten in symfonieorkesten en koren tonen aan dat je gehoor achteruit kan gaan als je in dat soort groepen werkzaam bent. Een operazangeres kan zeker een geluidsniveau van 120 decibel bereiken, terwijl blootstelling aan 90 decibel al duidelijke gehoorbeschadigingen kan opleveren. Stemgeluid via botgeleiding naar het oor wil niet zeggen dat de trilhaartjes in het oor niet beschadigd raken. En juist beschadigde trilhaartjes kunnen gedeeltelijke doofheid tot gevolg hebben. De akoestische reflex (of stapedius reflex, attenuatie reflex) treedt op bij lawaai in het algemeen, niet slechts specifiek bij eigen stemgeluid. Ondanks die reflex is gehoorverlies mogelijk in lawaaiige omstandigheden.

Vraag 2: Er ligt een olietanker in een bak water. Wat gebeurt er met het waterniveau als de tanker olie lekt?

• Het waterniveau daalt

Stel je eerst voor dat de tanker gevuld is met water in plaats van olie. De tanker lekt 1 liter water. Het schip wordt dus 1 liter lichter en verplaatst daarmee 1 liter minder water. Maar de gelekte 1 liter compenseert precies voor het minder verplaatste water. Dus het waterniveau blijft gelijk. Dit is de wet van Archimedes. Nu terug naar de tanker gevuld met olie. Olie is ongeveer 10 procent lichter dan water. Dus als er 1 liter olie uitlekt dan zal de tanker ongeveer 0.9 liter minder water verplaatsen. Het waterniveau daalt dus. De liter olie die nu op het water drijft, zorgt er overigens voor dat het totale vloeistofniveau stijgt met 0,1 liter. Maar daar vroegen we niet naar.

Vraag 3: Wat gebeurt er met de golven op zee als je het zeewater vervangt door een vloeistof die per liter twee keer zo zwaar is?

• Er verandert niets

De massa van vloeistof is niet van invloed op de golfsnelheid. Dit blijkt ook uit de formule voor de golfsnelheid in water. Waarbij v de golfsnelheid in m/s is, g de versnelling van de zwaartekracht, Lambda de golflengte in meters en h de waterdiepte in meters:

Vraag 4: Wat gebeurt er als je op de maan een ballon opblaast en loslaat?

• Hij loopt sneller leeg en vliegt sneller weg dan op aarde

Er is geen luchtdruk op de maan, dus het ballonnetje loopt sneller leeg: het drukverschil tussen de binnenkant en buitenkant van de ballon is groter dan op aarde. Omdat er geen wrijving is, zal hij sneller wegvliegen. Tenslotte zal hij ook verder weg komen, omdat de zwaartekracht zwakker is.

Vraag 5: Hoe lang duurt het ongeveer voordat een geheim dat eens per uur alleen door de laatste ingewijden wordt doorverteld aan drie nieuwe personen de wereld rond is?

• Een dag

Het aantal mensen dat na xn uur de roddel kent, is: 1 + 3 + 3^2 + 3^3 + ... + 3^x. Aangezien 3^21 al meer dan 10 miljard is, weet na 21 uur al zeker de hele wereldbevolking het nieuws.

Vraag 6: Voor welke schaarse grondstof bleek melk in de Tweede Wereldoorlog een alternatief te bieden?

• Wol

In Nederland maakte het bedrijf Enka Ede dit product, dat de naam Enkasa kreeg. Melkwol werd gemaakt door melk met zuren te behandelen en vervolgens te filteren en te drogen. De caseïne uit de melk werd vervolgens in loog opgelost, waardoor een soort viscose ontstond, die vervolgens werd gesponnen. Daarna werd het nog nagehard in een formaline-oplossing. Er zijn zelfs modeshows gehouden met kleding gemaakt uit melkwol. Na de oorlog is de stof echter nooit doorgebroken, onder andere omdat de dragers nogal klaagden over de stank van zure melk die er uit opsteeg.

Vraag 7:  Welk wapen had een neanderthaler meestal bij zich?

• Een speer

Neanderthalers worden al ruim een eeuw afgebeeld met een knots in de hand. Maar er is tot op heden nog geen enkel bewijs gevonden dat zij ook daadwerkelijk knotsen gebruikten. Pijl en boog zal de neanderthaler zeker niet mee hebben genomen, omdat deze pas zijn uitgevonden toen de neanderthaler al tienduizenden jaren verdwenen was. Wel is zeker dat de neanderthalers speren kenden. Deze zijn gevonden op sites van 400.000 jaar oud.

Vraag 8: Wat gebeurt er met het gewicht van een usb-stick als je er bestanden op zet?

• Het gewicht van de stick blijft exact gelijk

Of een geheugencel in een usb-stick '1' of '0' is wordt bepaald door de relatieve spanning op de gategeheugencel ten opzichte van de uitleesstructuur. Schrijven van informatie is dan het op- of ontladen van de capaciteit tussen gate en uitleesstructuur. Een schrijfactie is daarmee een verschuiving van lading binnen de usb-stick. De totale lading van de stick verandert niet, er komen geen elektronen bij en er gaan geen elektronen weg. Het gewicht van de stick blijft dus gelijk.

Vraag 9: Is het doen van push-ups voor lange en korte mensen even moeilijk?

• Nee, voor korte mensen is het makkelijker

Naarmate een mens langer is, is hij gemiddeld zowel sterker als zwaarder dan korte mensen. Echter, gewicht neemt sneller toe met lengte dan spierkracht. Gewicht neemt toe met lengte tot de derde macht, terwijl spierkracht toeneemt met lengte in het kwadraat. Uitgedrukt in lengte zijn korte mensen daarom sterker dan lange mensen. Voor push-ups komt daar het hefboomsysteem nog bij: de kracht die nodig is om een bepaald gewicht op te tillen neemt toe met lengte. Het bovenstaande geldt bij gelijkblijvende lichaamsverhoudingen en gelijkblijvende weefseleigenschappen. Bij het Amerikaanse leger en de FBI zijn push-ups onderdeel gemaakt van de selectieprocedure. Voor dit onderdeel moeten lange mensen dus meer moeite doen om aan de criteria te voldoen.

Meer uitleg over het hefboomsysteem:

We kunnen de spieren en botten als een hefboomsysteem beschouwen. De hefboom wordt bepaald door de vermenigvuldiging van kracht maal de lengte van de hefboom: het moment. Door het gewicht wordt ook een moment uitgeoefend op de gewrichten (schouder en elleboog). Het moment dat wordt bepaald door het gewicht (zwaartekracht) neemt toe met de lengte tot de vierde macht, terwijl het moment van de spieren langzamer toeneemt, namelijk met de lengte tot de derde macht. Het wordt voor de spieren dus steeds moeilijker om het moment van de zwaartekracht te overwinnen. Het bovenstaande geldt bij gelijkblijvende lichaamsverhoudingen.

Vraag 10:  Hoe spant een spin een draad tussen twee bomen die een stukje uit elkaar staan?

• Hij wacht op een windvlaag en laat de draad vastwaaien aan de andere boom

Wanneer een spin een web wil weven of wanneer hij zich wil verplaatsen, wacht hij op wind. Zodra hij wind voelt, spint hij gauw een draad. De draad wordt door de wind meegevoerd en plakt uiteindelijk ergens aan vast. Wanneer de spin merkt dat de draad vast zit, loopt hij naar de overkant. Waar de spin terechtkomt, of tussen welke objecten hij zijn web weeft, is dus puur toevallig en afhankelijk van de richting van de wind.

Vraag 11: Je metselt nieuwe stenen in een bestaande muur van je huis, maar ze zijn iets donkerder dan de oude stenen. Wat kun je het beste doen?

• De nieuwe steenlaag voegen met wit voegsel

Doordat de donkere stenen met licht voegsel worden omgeven, lijken de stenen ook lichter. Dit noemen we assimilatie: de lichte kleur van voegen heeft invloed op de manier waarop je de kleur van de stenen ziet. Je maakt de stenen dus niet lichter, maar je laat ze lichter lijken. Je maakt dus gebruik van een optische illusie.

Vraag 12: Wat gebeurt er als de mond van een stofzuiger wordt afgesloten?

• De motor in de stofzuiger wordt minder zwaar belast

Als het mondstuk van de stofzuiger afgesloten wordt zodat geen lucht meer aangezogen kan worden, gaat het toerental van de motor omhoog. Dit is ook te horen, omdat het geluid dat de motor maakt hoger wordt. Dit lijkt niet logisch omdat de motor het 'zwaarder' heeft, waardoor het toerental omlaag zou moeten gaan. Maar omdat de motor zichzelf vacuüm zuigt, ondervindt de centrifugaalpomp minder weerstand omdat er minder lucht is. En dus gaat het toerental omhoog. En het energieverbruik omlaag, wat in eerste instantie onlogisch lijkt.

Vraag 13: Hoe zorgt het gif van de Australische tijgerslang ervoor dat je uit veel van je lichaamsopeningen gaat bloeden?

• Je bloed gaat stollen

Bepaalde stollingsfactoren in het gif van deze slang zijn zo sterk dat ze op de plek van de beet al het fibrinogeen (een eiwit dat samen met andere stollingsfactoren bloedstolsels en korstjes vormt) in je bloedplasma uitputten. Op de plek van de beet stolt dus het bloed. Maar daardoor is er niet genoeg fibrinogeen meer beschikbaar in de rest van je lichaam. Het bloed wordt veel dunner, waardoor de vaatwanden het niet meer kunnen vasthouden. Op deze manier veroorzaakt het gif zo vele bloedingen, waaronder bloedingen in de hersenen en andere organen, tandvlees, neus, etc.

Vraag 14: Wanneer is je verwachte winst bij de Staatsloterij het grootst?

• Als je een heel lot koopt

De verwachte winst is de verwachte opbrengst minus de inleg. De wetenschappelijke term uit de statistiek hier is de 'verwachtingswaarde'. De verwachtingswaarde voor de opbrengst is de som van kans maal prijs, waarbij je sommeert over alle mogelijkheden. De grap is dat de verwachte opbrengst natuurlijk kleiner is dan de inleg (anders zou de staatsloterij erop toeleggen). De verwachte winst is dus negatief. Hoe meer loten je koopt, hoe groter dit verwachte verlies wordt: de verwachtingswaardes tellen gewoon op. Overigens maakt het voor je verwachte winst niet uit of je 1 heel lot koopt, of 5 1/5 loten: de kans op winst is in het laatste geval wel 5 keer zo groot, maar aangezien je dan ook maar 1/5 van de prijs krijgt uitgekeerd, is de totale winstverwachting hetzelfde als voor 1 heel lot.

Vraag 15: Waar droogt secondelijm het snelst?

• Boven een stoomapparaat

Secondelijm heeft vocht nodig om te stollen. De föhn en de airconditioner halen vocht uit de lucht en vertragen daarmee het stollingsproces van de lijm.