Je kunt niet om Newton heen

1. Je hebt twee identieke glazen, één met rode en één met witte wijn. Je doet een lepeltje rode bij de witte. Je roert en je doet dan één lepeltje van de vermengde wijn in de rode. Welke wijn heeft de hoogste graad van vermenging?

Een instinker om mee te beginnen. De intuïtie zegt dat de rode wijn gemengde wijn 'terugkrijgt' en dus minder gemengd is. Doe de proef met kerstkransjes: dertig rode en dertig groene. Leg zes rode kransjes bij de groene en leg er dan weer zes (vijf groene en één rode) terug. Resultaat: op allebei de schaaltjes een menging van 25-5. Antwoord C.

2. Aristoteles deed in zijn 'Traktaat over de Meteorologie' de aanbeveling vlees altijd goed heet aan te braden, want dan zou het malser en sappiger blijven. Had hij gelijk?

Tegenwoordig voegen kookboeken aan het advies van Aristoteles toe dat het vlees snel moet dichtschroeien om het vocht te bewaren. Dat is onzin: geen enkel korstje is waterdicht. De hoge temperatuur van het hete aanbraden heeft juist een desastreus effect. De eiwitten beginnen te stollen en persen alle sappen uit het vlees.

Of wij een stukje vlees mals en sappig vinden, hangt af van de hoeveelheid vocht erin en de mate waarin het bindweefsel is omgezet in gelatine. Dat laatste proces begint bij 60 graden Celsius, een temperatuur waarbij de eiwitten ook gaan stollen. Het is derhalve een kwestie van de juiste mix van kort heet en langzaam lauw bij het juiste vlees. Een mals biefstuk eten we gewoon rauw, aanbraden doen we omdat we dat lekker vinden. Taai vlees kan het best worden gesmoord: even aanbraden (voor de smaak), beetje water erbij en dan gaar smoren (antwoord C).

3. Als je in een stille omgeving je vingers in je oren steekt, hoor je een laag rommelend geluid. Wat veroorzaakt dat geluid?

Wat je hoort, is het gevolg van de spierspanning in je handen en je armen (B). Elke kleine beweging gaat gepaard met het over elkaar schuiven van de spiervezels. Het geluid dat daarbij ontstaat, wordt door het bot van je arm doorgegeven naar je hand en je vinger. Dat het echt de spieren zijn kun je controleren door eerst je armspieren te ontspannen en dan aan te spannen.

4. Kun je beter leren met muziek op de achtergrond?

Hoewel de meeste scholieren denken zonder achtergrondmuziek niet te kunnen studeren, heeft onderzoek van de Katholieke Universiteit Brabant aangetoond dat ze beter in stilte kunnen leren (antwoord B). Het waarom is giswerk. Er zijn theorieën dat de woordenrijtjes en de muziektonen door hetzelfde geheugengebied moeten worden verwerkt - en dat daarbij dus wel eens een woordje wordt overgeslagen. Het zou ook kunnen dat de muziek andere hersengebieden activeert die de geheugentaken overstemmen. Opvallend aan het Brabantse onderzoek was wel dat muziek alleen bij stampwerk storend was. Proefpersonen die sommetjes moesten maken of teksten moesten lezen en begrijpen, hadden geen last van de radio.

5. Wat is pijnlijker: geraakt te worden door een harde nieuwe tennisbal of door een slappe ouwe, die met dezelfde snelheid op je afkomen?

De eerste Newton-vraag. Bij de harde tennisbal moet de huid de bal niet alleen opvangen maar ook terugkaatsen, de slappe bal hoeft de huid alleen maar op te vangen. De harde bal heeft dus de dubbele kracht nodig; derhalve is de klap op de huid (actie is reactie, zei Newton) dan veel pijnlijker (A)

6. Twee voetgangers gaan van A naar B. De ene wandelt, de andere zet er flink de pas in. Het regent gestaag en de druppels vallen recht naar beneden. Wie wordt het natst?

De voetgangers worden op twee manieren nat: door de druppels die op hun hoofd vallen en door de druppels waar ze tegenaan lopen. Wat die laatste betreft: zet de regen in gedachten stil en de voetgangers boren al lopend een tunnel in de regen. De inhoud van die tunnel bepaalt hoe nat ze van voren worden en die inhoud hangt niet af van de loopsnelheid. De snelheid bepaalt wel de tijdsduur van de wandeling en dus ook het aantal druppels dat de voetgangers op hun hoofd krijgen. De trage wandelaar is het langst buiten en wordt dus het natst (A).

7. Je wilt een kabel strak om de maan spannen. Helaas is de kabel één meter te kort. Je besluit de hele kabel in een goot te leggen. Hoe diep moet die goot zijn?

De omtrek van de maan is 2 maal pi maal de straal (pi = 3,141. .). Om de omtrek één meter kleiner te maken moet je de straal 1/2pi meter kleiner maken. Dat is ongeveer 0,16 meter, is 16 centimeter (B).

8. Je kunt je gemeen snijden aan de rand van een vel papier. Hoe komt het dat zo'n wond pijnlijker aanvoelt dan een diepe snijwond?

Veel pijnzenuwen liggen vlak onder de huid. Die raken sterk geïrriteerd door de ondiepe papiersnede en veroorzaken net als bij een schaafwond veel pijn - antwoord A dus. Bij een diepere snijwond zijn veel van die zenuwen doorgesneden en geven ze nauwelijks een signaal.

9. Je rolt een biljartbal door een gekromde buis. Hoe rolt de bal verder aan het einde van de buis?

Alweer een Newton-vraag, zijn eerste wet dit keer: als op een voorwerp geen kracht wordt uitgeoefend, is het in rust of beweegt het zich met een constante snelheid in een rechte lijn. Dat is hier het geval, als we effecten door de tolling van de bal of door ongerechtigheden verwaarlozen (antwoord C). Wie denkt dat de bal de kromming van de buis nog 'voelt', moet zich maar eens afvragen hoe het water dan uit een opgerolde tuinslang zou spuiten.

10. Jantje zegt dat Pietje liegt. Pietje zegt dat Klaasje liegt. Klaasje zegt dat Jantje en Pietje allebei liegen. Wie liegt er eigenlijk?

Een kwestie van proberen. Stel, Jantje spreekt de waarheid. Dan liegt Pietje. Daaruit volgt dat Klaasje de waarheid spreekt, maar Klaasje zegt dat Jantje liegt. Dat is in tegenspraak met de vooronderstelling: Jantje moet dus liegen. Dan spreekt Pietje de waarheid en liegt Klaasje. Dat is een consistent geheel, antwoord A dus.

11. Het is helder, zonnig weer met hier en daar een wolk. Drijven deze wolken?

Warme lucht stijgt op, ook als er veel water in zit. Op grote hoogte koelt de lucht af en condenseert het vocht. Er ontstaan miljarden waterdruppels die we zien als wolken. Die druppels zijn zwaarder dan lucht maar zijn zo klein dat ze hooggehouden worden zolang ze zich in warme, opstijgende lucht bevinden. De soortelijke massa van de wolk (lucht plus druppels) is net iets kleiner dan die van de omgevingslucht zodat de wolk drijft (antwoord B).

12. Wat verandert er aan het geluid dat een kerkorgelpijp produceert, als er in plaats van lucht pure kooldioxide in geblazen wordt?

Kooldioxide is zwaarder dan zuurstof of stikstof, de hoofdbestanddelen van lucht. Hoe zwaarder het medium, des te trager plant het geluid zich erin voort. En aangezien in een orgelpijp de golflengtes vastliggen, wordt de frequentie van het geluid (de toonhoogte) lager bij een lagere voortplantingssnelheid (antwoord B). Het omgekeerde effect hoor je bij mensen die het (zeer lichte) helium inademen: ze krijgen een piepstemmetje.

13. Plassen vissen?

Zoetwatervissen zijn zouter dan hun omgeving en zoutwatervissen zijn zoeter dan hun omgeving. Water heeft de neiging dergelijke verschillen op te heffen - osmose is de officiële term daarvoor. Daarom stroomt er via de kieuwen van zoetwatervissen vrij veel zoet water hun zoute lichaam binnen. Dat water moeten ze ook weer kwijt, dus plassen ze veel (20 ml urine per kg per uur). Zoutwatervissen verliezen juist water via hun kieuwen door osmose, immers de omgeving is veel zouter dan zij van binnen zijn. Zij plassen ook wel maar veel minder (0,3 ml urine per kg per uur) dan hun zoetwatercollega's (antwoord A).

14. Twee hellingen zijn even hoog en in een rechte lijn gemeten even lang. De ene helling loopt recht naar beneden, de andere is enigszins hol. Je laat op hetzelfde moment van beide hellingen een knikker rollen. Welke knikker is het eerst beneden?

De knikkers krijgen van de hellingen evenveel energie mee; daar zit het verschil niet in. Maar op de holle helling kan de knikker meteen bijna vrij vallen, terwijl hij op de rechte helling niet de volle zwaartekracht voelt. Daardoor komt de knikker op de holle helling eerder op snelheid en is hij eerder beneden (antwoord B). Het was overigens niet Newton, maar Galilei die dit fenomeen ontdekte. Newton berekende wel als een van de eersten dat de snelste helling de vorm van een cycloïde heeft (een cycloïde is een deel van de baan die het topje van een fietsventiel tijdens het fietsen aflegt).

15. De astrologie wordt niet tot de wetenschap gerekend. Welk van de volgende argumenten is daarin doorslaggevend?

Denken in termen van onzichtbare krachten, antwoord A, komt in de wetenschap veelvuldig voor. Newton (daar heb je hem weer) bijvoorbeeld veronderstelde dat twee massa's elkaars aanwezigheid 'voelen'. Hoe dat ging wist hij zelf ook niet.

Antwoord B is ook niet goed, de po-pulaire maandelijkse horoscopen lenen zich juist uitstekend voor toetsing. Daarmee zijn experimenten gedaan. Zo mochten astrologen proberen zeven uitvoerige persoonsbeschrijvingen te koppelen aan combinaties van geboorteplaats en exact geboortetijdstip. Geen van de astrologen slaagde er beter in dan je volgens de kanstheorie mocht verwachten.

Antwoord C is juist. Het probleem met de astrologie is dat voorspellingen die niet uitkomen door astrologen altijd wel op de een of andere manier worden rechtgepraat door achteraf het falen toe te schrijven aan een bepaalde omstandigheid die - soms gemakshalve - buiten beschouwing was gelaten. De astrologie is daarmee immuun voor weerlegging. Daar zit net het grote verschil. Het criterium voor wetenschappelijkheid is dat de werkelijkheid de theorie kan weerspreken.

16. Je hebt twee vislijnen, een lange en een korte. Welke zal bij een ruk van een grote vis het gemakkelijkste breken?

De lijn vangt de ruk van de vis op door op te rekken. Er spelen twee processen: de bewegingsenergie van de vis moet worden opgeslagen in de lijn en de lijn moet de vis volgen. Dat gaat de lange lijn beter af, simpel gezegd omdat er meer rek in zit (antwoord B: de korte breekt eerder). Overigens geeft een vis geen ruk aan de lijn. Dat veronderstelt namelijk dat hij weet dat het aas vastzit - en als hij dat zou kunnen weten, bedenkt hij ook wel dat hij er beter van af kan blijven. Het is de onervaren visser die een eerste ruk geeft.

17. In een teil water drijft een groot houtblok met daarop vastgelijmd een baksteen. Je draait het houtblok om, zodat de baksteen onder water aan het blok hangt. Wat gebeurt er met het waterpeil?

Volgens Archimedes (ook een vaste klant van de quiz) is het gewicht van de hoeveelheid water die door het drijvende blok wordt verplaatst gelijk aan het gewicht van het blok. Als je het blok omdraait blijft het gewicht gelijk en dus ook de verplaatste hoeveelheid water. Het waterpeil blijft dus gelijk (C).

18. Wat is het evolutionaire voordeel van smalle heupen bij de man?

Als iemand brede heupen heeft, is er tijdens het lopen een grote afstand tussen het standbeen en het zwaartepunt. Het vereist dan veel kracht om te voorkomen dat het lichaam slagzij maakt. Dat kost veel energie. Iemand met smalle heupen loopt dus efficiënter (antwoord B).

19. Wat biedt de beste verklaring voor het feit dat vliegtuigen kunnen vliegen?

De flogiston-theorie (antwoord A) was een dappere poging uit de zeventiende eeuw, toen men nog niet van zuurstof had gehoord, om verbranding te verklaren. Encyclopedieën, handboeken en wetenschapsredacties geven altijd antwoord C, de wet van Bernoulli, als het juiste. Volgens deze wet neemt de luchtdruk af als de lucht gaat stromen. Het douchegordijn dat naar binnen slaat omdat de warme lucht in de cabine opstijgt, is er een bekend voorbeeld van. Een vliegtuigvleugel is zo gekromd dat de lucht sneller langs de bovenkant stroomt dan langs de onderkant. Daardoor ontstaat er een onderdruk en zou het vliegtuig worden opgetild. Maar dat kan het niet (alleen) zijn. De wet verklaart dan bijvoorbeeld niet hoe een vliegtuig op de kop kan vliegen.

Beter is het om - wie anders? - Newton in stelling te brengen (antwoord B). Door de vorm van de vleugel wordt de lucht aan de achterkant ervan neerwaarts gestuwd. De kracht die daar- voor nodig is, roept een reactie op (derde wet), en die houdt het vliegtuig hoog.

20. Welke vijver is het meest geschikt om dienst te doen als spiegel?

Het wateroppervlak is de spiegel. Dat is bij alle vijvers gelijk. Het verschil wordt daarom bepaald door de mate waarin het water en de bodem dit spiegelbeeld storen. De troebele vijver spiegelt dus het best (antwoord C), daar heb je nergens last van. Bij heldere vijvers storen de weerkaatsingen van de bodem, of die nu wit of donker is.

Een leuke aflevering, zeggen vriend en vijand, deze achtste aflevering van de Nationale Wetenschapsquiz die op kerstavond op tv haar ontknoping kende. Geen absurde weetjes-vragen, geen irritante haarkloverij, wel veel vragen waar je op een verjaardagsfeestje mee aan kunt komen zetten. Ook veel vragen uit de oude doos, maar vermoedelijk kijken weinig mensen daarin. En ten slotte, een quiz met een hoog Newton-gehalte: wie niet bekend was met de theorieën van good old Sir Isaac, kon het wel schudden dit jaar.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden