Senior | 't Was vaak gokken

Als de uitleg bij de antwoorden van de Nationale Wetenschapsquiz Senior en Junior - gisteren en op Tweede Kerstdag - weer te snel ging, legt onze redactie wetenschap alles nog één keer goed uit. Eureka! tekst

Je zult maar zitten in zo'n tv-studio, als kandidaat van de wetenschapsquiz, en binnen een minuut antwoorden moeten bedenken. Tijd om iets rustig te beredeneren of op te zoeken is er niet, dus dat wordt vaak gokken. Maar ook de thuisspelers hadden het dit jaar niet gemakkelijk. Voor deze 20ste editie van de quiz was aan universiteiten gevraagd vragen op te sturen. Dat heeft iedereen geweten. Het was moeilijk en antwoorden vielen zelden te beredeneren. Oordeelt u zelf.

1. In de zeventiende eeuw produceerden de Britten flessen die de druk van mousserende wijn aankonden. Wat was een belangrijke aanleiding hiervoor?

Er was te weinig hout om schepen te maken (antwoord A). In het Engeland van de zeventiende eeuw ging veel hout op aan de industrie waar het als houtskool werd gebruikt in de metaal- en glasovens. Op verzoek van admiraal Robert Mansell vaardigde koning James I in 1615 een wet uit die dit industrieel houtverbruik verbood. Men ging experimenteren met een alternatieve energiebron, steenkool.

Dat ging niet vanzelf omdat steenkool een veel hogere verbrandingstemperatuur heeft. Het was nota bene diezelfde Mansell die als industrieel het proces als eerste onder de knie kreeg en in 1623 patent verwierf.

Bijkomend voordeel van deze techniek was dat het glas veel sterker werd. Glas is een ingewikkeld mengelmoesje van kristallen en metalen. Als vloeibaar glas bij een hoge temperatuur wordt gegoten, wordt de vloeibare menging als het ware ingevroren en krijgen de kristallen weinig kans verbindingen aan te gaan. Die verbindingen verzwakken het glas.

Het steenkolenglas bleek zo sterk dat het de druk van mousserende wijnen kon weerstaan. Zo goed zelfs dat het de weg opende voor de ontwikkeling van champagne.

2. Als kinderen naar een 3D-film kijken, ontvangen zij in vergelijking met volwassenen beelden op hun netvlies met...?

Deze vraag heeft ons de meeste hoofdbrekens gekost. De demonstratie in de tv-uitzending en de officiële toelichting gaan voorbij aan de kern van het probleem.

We doen een poging.

Het linkeroog ziet voorwerpen onder een net iets andere hoek dan het rechteroog. Uit dat verschil construeren de hersenen diepte; een groter hoekverschil betekent dat iets dichterbij staat. Een 3D-film maakt daarvan gebruik door twee verschillende beelden aan te bieden (met hulp van een bril ziet elk oog alleen zijn eigen beeld). Zo'n film gaat uit van een standaardkijker, een volwassene.

Bij een kind staan de pupillen dichter bij elkaar; het verschil tussen links en rechts is bij een kind daarom kleiner. Bied je een kind een 'volwassenen'-beeld aan, dan ziet het kind alles dichterbij. Wordt dan ook de diepte minder? Nee. Die mate van dichterbij komen, hangt weer af van de afstand. Stel, de film toont een meetlat van een meter, en een volwassene ziet die op vier meter afstand beginnen en doorlopen tot vijf meter. Een kind ziet die lat niet van zeg 3,8 naar 4,8 meter gaan, maar van 3,6 naar 4,8 (hoe dichterbij, hoe meer het naar voren schuift). Het kind ziet dus meer diepte (antwoord C).

3. Hoe kun je een waterdruppel minutenlang laten stuiteren op een wateroppervlak?

Waterdruppels kunnen alleen intact blijven als ze niet in contact komen met het wateroppervlak. Door dat oppervlak met hoge snelheid op en neer te bewegen, ververs je steeds de luchtlaag tussen druppel en oppervlak en kunnen druppels minuten- of soms urenlang blijven stuiteren op het water (antwoord A).

4. Max en Bello weten dat ze gevlekte oren hebben als Rakker ze ook heeft, en Max en Bello weten dat Bello gevlekte oren heeft als Max ze ook heeft. Rakker weet of hij gevlekte oren heeft, Max en Bello niet. Alle drie de honden kunnen alleen de oren van de andere zien. Wat klopt?

Antwoord C (ze hebben alle drie gevlekte oren) valt af. Als Rakker gevlekte oren heeft, dan weten Max en Bello dat (eerste bewering), maar er staat dat ze het niet weten.

Ook antwoord A (Max en Bello hebben gevlekte oren, Rakker niet) kan niet goed zijn. Als Max gevlekte oren heeft, weet Bello dat hij ze ook heeft, maar Bello weet dat niet.

Is B dan waar (Rakker en Max hebben geen gevlekte oren, Bello wel)? We weten inmiddels dat Rakker en Max geen gevlekte oren hebben. Stel Bello heeft evenmin gevlekte oren, dan weet Max dat hij dat ook niet heeft (anders zou hij weten dat Bello gevlekte oren heeft). Maar Max weet niet wat voor oren hij heeft. B klopt dus: Bello heeft wel gevlekte oren, Max en Rakker niet.

5. Toeritdosering reguleert de instroom van auto's vanaf de toerit naar de snelweg. Waardoor zorgt toeritdosering per auto gemiddeld voor minder vertraging?

Een vraag waarvan het antwoord niet valt te beredeneren. Het is een psychologisch effect dat je moet kennen. Het goede antwoord is A: Auto's houden minder afstand als ze nog niet in de file hebben gestaan. En als auto's dichter op elkaar rijden, kan de weg meer auto's per uur verwerken.

De toeritdosering voorkomt files doordat instromende auto's gelijkmatig in de hoofdstroom worden geleid. Zonder die dosering persen automobilisten zich er vaak tussen. Daardoor moet het achteropkomend verkeer - op de snelweg - op de rem en dat veroorzaakt vaak een file. En houden de auto's dus, ook na de toerit, meer afstand.

6. Een goochelaar vraagt je te raden welke kaart hij blind getrokken heeft uit een spel kaarten. Voordat je raadt, mag je één vraag stellen. Welke vraag geeft de grootste kans op succes?

Vraag je of het een zwarte kaart is (antwoord A), dan zul je na het antwoord moeten gokken uit een van de 26 zwarte of rode kaarten - afhankelijk of het antwoord ja of nee was. Een kans van 1 op 26 dus.

Vraag je of het ruiten twee is (antwoord B), dan heb je een kans van 1 op 52 dat het goed is. Is het fout (een kans van 51 op 52), dan heb je alsnog een kans van 1 op 51 om goed te gokken. Gecombineerd is die kans: (51/52)ste van (1/51) is 1/52. Die twee kansen samen, 1 op 52 plus 1 op 52, is een kans van 2 op 52. En ook dat is een kans van 1 op 26.

Het maakt dus niet uit welke vraag je stelt (C).

7. Je knoopt de uiteinden van een touw aan elkaar. Dan haal je het touw door een karabijnhaak heen zoals op het linkerplaatje. Met een tweede karabijnhaak verbind je de uiteinden als op het rechterplaatje. Wat moet je doen om het touw los te krijgen?

In de tv-uitzending zei een slimmerik: als het met karabijnhaken moet, zul je ze wel in elkaar moeten klikken. Waar heb je anders die haken voor? Antwoord C. Dit is in woorden bijna niet uit te leggen. Probeer het zelf, klik ze in elkaar en voor je het weet, zit het los.

8. Krokodillen kunnen een deel van hun bloedsomloop afsluiten. Wat is hier het voordeel van?

Als een krokodil onder water gaat, sluit een extra hartklep de longslagader af. Het bloed wordt nu meerdere keren langs de organen rondgepompt. Zo kan het meer zuurstof afgeven en kan de krokodil langer onder water blijven (B).

9. In neonbuizen kan soms een patroon ontstaan van lichte en donkere banden die elkaar afwisselen. Wat is hiervan de reden?

Neonbuizen geven licht doordat elektronen tegen de neonatomen botsen. De neonatomen geven deze botsingsenergie weer af in de vorm van licht.

Voor dit effect moeten de elektronen wel voldoende snelheid hebben (C). Die krijgen ze door de elektrische spanning in de buis. Na een botsing zijn de elektronen snelheid kwijt en hebben ze te weinig energie om een neonatoom voldoende aan te slaan. Ze moeten weer even door het elektrische veld worden versneld.

Het gevolg: vlakbij het beginpunt, de kathode, hebben de elektronen nog te weinig snelheid om licht te genereren. Even verder hebben ze daar voldoende energie voor, maar als ze een neonatoom hebben aangeslagen, hebben ze weer even te weinig energie. Onder gunstige omstandigheden is die afwisseling van licht en donker voor alle elektronen vergelijkbaar en ontstaat er een structuur van lichte en donkere banden.

10. Je kunt met behulp van licht en een zwart watje een luidspreker maken. Dit werkt alleen als het licht...?

Geluid is een trilling van de lucht. Als je met licht op een zwart watje schijnt, wordt het watje warm en zet het uit. Hierdoor wordt de lucht weggeduwd, maar dat geeft nog geen geluid. Daarvoor is het nodig dat het watje doorlopend uitzet en inkrimpt. Als je een lichtbron laat knipperen op muziek van bijvoorbeeld een mp3-speler kun je wel een speaker maken (A).

11. Wat is waar over nicotine?

Veel mensen denken dat roken stress vermindert. Maar het is meer dat rokers gestrest raken als ze een tijdje geen nicotine hebben gehad. Met een nieuwe sigaret verdrijven ze deze afkickverschijnselen. Nicotine verhoogt de bloeddruk wel even, maar over het algemeen hebben rokers een lagere bloeddruk dan niet- rokers. A en B zijn dus niet goed. Het is antwoord C: nicotine is een pesticide. Het werd na de Tweede Wereldoorlog op grote schaal zo gebruikt, maar toen er middelen beschikbaar kwamen die goedkoper en veiliger waren, werd de verkoop aan banden gelegd.

12. Als je cornflakes op melk laat drijven, trekken ze elkaar aan. Hoe komt dat?

Misschien wel de leukste vraag van de quiz, maar zeker niet de makkelijkste. Laten we beginnen met wijn die in een glas wordt geschonken. Er ontstaan belletjes die aan het oppervlak komen drijven. Een water- (of wijn-)oppervlak is niet vlak, meestal staat het aan de randen (van een glas of beker) iets omhoog. Daar gaan die belletjes dus ook heen.

Zoiets gebeurt ook met de voorwerpen die op water drijven. Neem een paperclip. Die drijft als je hem voorzichtig op het wateroppervlak legt. De oppervlaktespanning is net genoeg om de paperclip drijvend te houden, maar het water zakt ter plekke een beetje in. Een tweede paperclip - die ook in een deuk ligt - wil ook zo laag mogelijk (net zoals de wijndruppels zo hoog mogelijk willen) en glijdt in de deuk van de andere clip. Alsof ze elkaar aantrekken.

Een cornflake drijft van zichzelf en trekt het water (of de melk) om zich heen omhoog. Net als aan de rand van een glas. Een tweede cornflake wil ook op zo'n bergje liggen en drijft daardoor naar de eerste toe (B). Een paperclip en een cornflake stoten elkaar juist af.

Het effect is door Amerikanen beschreven en vernoemd naar een aldaar populair ontbijtgraan: het Cheerios Effect.

13. Voor een ziekte waar 1 op de 1000 mensen aan lijdt, is een 99 procent betrouwbare test ontwikkeld. Wat is de kans dat je ook echt ziek bent als de test dat uitwijst?

Neem voor de berekening 100.000 mensen als voorbeeld. 1 op de 1000 is ziek, dus in totaal zijn 100 mensen ziek en 99.900 mensen niet ziek. De betrouwbaarheid van de test is 99 procent. Dus als we de 100 zieken testen, wijst de test er 99 aan als ziek en één als gezond. Van de 99.900 gezonde mensen wordt 1 procent ten onrechte als ziek aangemerkt; dat zijn er 999. In totaal zijn 999 + 99 = 1098 mensen als ziek bestempeld; slechts 99 zijn er echt ziek. Dat is een percentage van 9 procent (C).

14. Wat gebeurt er als het op aarde plotseling zou stoppen met waaien?

Winden waaien alle kanten op, maar de zogeheten jetstreams - in de hogere luchtlagen - waaien vooral met de aarde mee. Als die winden gaan liggen, neemt de aarde hun draaiing over (het totale draaimoment blijft gelijk) en gaat ze sneller draaien (zoals een kunstrijder op de schaats ook sneller gaat draaien als hij zijn armen naar zich toe trekt). Daardoor wordt de dag korter (A).

Dat is niet helemaal hypothetisch. In januari waait het harder op aarde dan in juli. Edmond Halley ontdekte het al in 1695 - hij dacht eerst dat de maan versnelde, maar het bleek dat de aarde vertraagde. De kortste dag van de afgelopen eeuw was 2 augustus 2001; die dag was een duizendste seconde korter dan de normale 24 uur.

15. Een balansweegschaal met links een zilveren kroon en rechts een gouden kroon is in evenwicht. Wat gebeurt er als je de weegschaal onder water plaatst?

De traditionele Archimedes-vraag lijkt dit keer heel erg op de klassieke versie. De oude Griek kwam op zijn wet toen hij een gouden kroon van een even zwaar namaakgeval moest onderscheiden en dit probleem oploste door beide kronen onder water te dompelen.

Ook deze kronen zijn even zwaar. De dichtheid van goud is bijna twee keer zo groot als die van zilver, dus is het volume van de zilveren bijna twee keer zo groot. Onder water verplaatst de zilveren kroon twee keer zoveel water. De opwaartse kracht is twee keer zo groot, dus de zilveren wordt lichter dan de gouden kroon. De zilveren stijgt derhalve (antwoord B). Eureka.

undefined

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