Hieronder alle 15 antwoorden. Eerst naar de vragen? Klik hier.
Dit zijn de antwoorden van de negentiende editie van de Nationale Wetenschapsquiz, uitgezonden in 2012.
Vraag 1. Jij en een vriend houden allebei een open fles champagne vast. Je vriend slaat met de bodem van zijn fles op de opening van jouw fles waardoor de champagne uit jouw fles spuit. Hoe komt dit?
- Er ontstaat een lage druk bij de bodem en zijkanten
Als er met een fles boven op jouw fles geslagen wordt, ontstaan er drukgolven in de fles. Daarbij krijgt jouw fles een korte en hoge versnelling naar beneden. De champagne heeft last van traagheid en blijft een beetje achter. Hierdoor ontstaat er een onderdruk bij de bodem en zijkant en kan het CO2 makkelijker vrijkomen. Het goede antwoord is dus antwoord B. Als je een opname maakt met een hogesnelheidscamera, zie je ook dat de belletjes laag in de fles ontstaan en niet bij de hals (antwoord C). Je ziet de bellen ook niet uitsluitend aan de zijkant en bovendien zitten daar geen vlokjes. Daarmee valt ook antwoord A af.
Vraag 2. Twee metronomen met een net iets andere frequentie staan op een platform. Dit platform hangt aan veren en kan alleen horizontaal bewegen. Na enige tijd gaan de metronomen synchroon lopen. Hoe hoog zal dan de gemiddelde frequentie zijn?
- Lager dan het gemiddelde van de twee startfrequenties
Als de frequenties van de metronomen dicht genoeg bij elkaar liggen, zullen ze in bijna alle gevallen synchroon gaan lopen. Dit kan zowel in fase (beide dezelfde kant op) als uit fase (tegen elkaar in bewegend). Dit fenomeen is meer dan driehonderd jaar geleden ontdekt door Christiaan Huygens. De metronomen beïnvloeden elkaar doordat ze op een bewegende ondergrond staan. De ondergrond is niet perfect in rust en zal door wrijving energie verliezen. De metronoom met de laagste frequentie zal wat versnellen, terwijl de metronoom met de hoogste frequentie iets zal vertragen. De gezamenlijke eindfrequentie is iets lager dan het gemiddelde van de twee startfrequenties. Antwoord A is dus juist.
Vraag 3. Waar komen de minste steekvliegen op af?
- Wit paard
Zonlicht is een lichtgolf die alle richtingen op gaat. Van links naar rechts maar ook van boven naar beneden. Dit heet ongepolariseerd licht.
Licht dat op water (waar die vliegen hun eitjes leggen) of donkere dieren (waar ze van kunnen eten) reflecteert, wordt gepolariseerd. Hoe donkerder het oppervlak, hoe sterker de polarisatie. Steekvliegen of dazen, maar ook tseetseevliegen worden aangetrokken tot gepolariseerd licht. Dus ze zullen vooral op een zwart of bruin paard afkomen. Het goede antwoord is antwoord A: een wit paard polariseert het licht nauwelijks en heeft dus minder last van steekvliegen. Gek genoeg kun je nog beter een zebra zijn dan een wit paard, omdat de afwisseling van gepolariseerd en ongepolariseerd licht verwarrend werkt voor de steekvliegen.
Vraag 4. Je hebt 100 gram lichaamsmateriaal. Van welk materiaal kun je het meeste diamant maken?
- Hoofdharen
Diamant bestaat uit pure koolstof en ontstaat van nature diep onder de grond waar de druk en temperatuur hoog zijn. Maar mensen kunnen ook zelf diamant maken. Het bekendst is de methode waarbij koolstof in een grote pers wordt samengeknepen tot diamant.Ook in veel lichaamsmateriaal zit koolstof. Zo bestaan haren voor de helft uit koolstof (pure keratine) en tanden uit ongeveer 9%. Verse uitwerpselen bestaan voornamelijk uit water, waardoor ze minder dan 30% koolstof bevatten. Hoofdharen zijn in dit geval de beste keuze; antwoord B is juist.
Vraag 5. Stel je boort een kaarsrechte spoortunnel van station Maastricht naar station Leeuwarden. Hoe diep ligt het midden van de tunnel ongeveer als de aarde een perfecte bol is?
- 1300 meter diep
Zie de figuur hieronder. B is de bovengrondse afstand tussen Maastricht en Leeuwarden, r is de straal van de aarde, d is de diepte van het midden van de tunnel en α is de helft van de hoek van de taartpunt A,M,L. Hoek α bereken je door B te delen door de totale omtrek van de aarde. Vermenigvuldig de uitkomst met 360 (voor graden), maal ½ omdat het de helft van de taartpunt is. De rode lijn is dan r•cos[α]. De diepte van de tunnel is straal r minus dat rode gedeelte. α = 1.17 graden en d = 1.34 kilometer diep. Dus antwoord b is juist.
Vraag 6. Welke kleur bloed is in levende dieren nog niet ontdekt?
- Zwart
Bij mensen is bloed rood. Dat is de kleur van de ijzerhoudende stof hemoglobine, die in de erytrocyten of rode bloedcellen zit. Deze stof is nodig voor het zuurstoftransport in ons bloed. Bij dieren bestaan verschillende manieren om zuurstof te vervoeren. Zo gebruiken krabben en inktvissen hemocyanine, een koperhoudend molecuul. Dit geeft hun bloed een blauwe kleur. Groen bloed komt voor bij het hagedissengeslacht Prasinohaema. Dit bloed heeft een groene kleur doordat het zo veel galpigment (biliverdine) bevat. Zelfs wit bloed komt voor in de natuur, en wel bij ijsvissen. Deze vissen leven onder zeer koude omstandigheden, waardoor er meer zuurstof kan oplossen in hun bloedplasma en ze geen zuurstoftransporterende stoffen nodig hebben. Zwart bloed is (tot nu toe) bij geen enkele diersoort gevonden. Dus antwoord C is juist.
Vraag 7. Hoe komt het dat een kikker dode muggen links laat liggen?
- Omdat ze niet bewegen
Kikkers gebruiken geur en geluid niet voor de jacht, maar voor respectievelijk oriëntatie en contact met soortgenoten. Antwoord A is juist: een kikker merkt een prooi alleen op als die beweegt. Een dood dier beweegt niet en is dus onzichtbaar voor de kikker. Ogen van kikkers maken geen minuscule bewegingen (micro saccades) zoals die van mensen, waardoor kikkers geen stilstaande objecten kunnen onderscheiden van de achtergrond. Als ze iets zien bewegen wat maar enigszins de grootte heeft van een prooi zullen ze het proberen op te eten.
Vraag 8. Als je twee rasters over elkaar legt, ontstaat vaak een nieuw lijnenpatroon. Welk materiaal heeft te maken met de naam van dit verschijnsel?
- Textiel
Als je twee transparante lijnrasters over elkaar legt en door het eerste raster naar het tweede kijkt, zijn er punten waar de lijnen van de rasters elkaar raken en geheel of gedeeltelijk overlappen. Door interferentie ontstaat er een nieuw lijnenpatroon. Dit verschijnsel wordt moiré genoemd. Als je de rasters ten opzichte van elkaar beweegt, gaan ook de patronen bewegen. De term moiré komt van het Franse 'moirézijde', van origine een soort gewaterde of gevlamde zijde waarop soortgelijke patronen te zien zijn. Het juiste antwoord is dus antwoord A.
Vraag 9. In de topsport zijn schaatsers sneller dan hardlopers op alle officiële afstanden. Waardoor komt dat eigenlijk?
- Schaatsers gebruiken hun afzetpunt voordeliger
Een sporter moet zich, om vooruit te komen, afzetten tegen de ondergrond. Een loper zet zich af tegen een vast punt op de grond en zal zijn been steeds sneller moeten strekken om harder te gaan. Dit houdt een keer op. Een schaatser neemt in zijn beweging zijn afzetpunt mee en kan een hogere snelheid halen omdat die losgekoppeld is van zijn streksnelheid. Antwoord C is dus juist. De luchtdrukverschillen tussen een schaatshal en atletiekbaan zijn zo klein dat ze niet het snelheidsverschil verklaren. Een goede hardloper heeft altijd een groter aeroob energiesysteem dan een goede schaatser. Schaatsers moeten juist een groot anaeroob systeem hebben omdat ze door hun houding zuurstoftekort krijgen in hun benen.
Vraag 10. Als je op de planeet Venus zou zijn, hoe zou je stem daar dan klinken?
- Als een dwerg met een zachte lage stem
De luchtdichtheid op Venus is enorm hoog (90 bar). Stembanden trillen minder snel door deze hoge luchtdruk en daardoor gaat je stem omlaag.
Het volume van geluid wordt bepaald door hoe goed het zich kan voortplanten. Hoge luchtdruk is goed voor transport, maar de venusatmosfeer bestaat voor 96% uit CO2 en dat dempt het geluid weer. Dus je krijgt een zachtere stem.
Je hoort onbewust of een geluid van een groot of klein mens komt. Reflecties tussen je stembanden en neus of mond komen een fractie later aan dan het geluid van je stembanden zelf. Bij een kleiner mens leggen die echo’s een kleinere afstand af. Ook bij hoge luchtdruk is de geluidssnelheid hoger waardoor de echo's elkaar sneller opvolgen. Je lijkt dus een dwerg met een zachte lage stem (antwoord B).
Vraag 11. In Nederland staan met wiskundige zekerheid ten minste twee bomen met hetzelfde aantal blaadjes.
- Juist
Stel dat bomen maximaal 5 blaadjes kunnen hebben. Er bestaan dan maximaal 6 bomen met een verschillend aantal blaadjes, namelijk met 0, 1, 2, 3, 4 of 5 blaadjes. De volgende boom moet evenveel blaadjes hebben als een van de eerder genoemde 6. Bij 7 bomen weet je dus met wiskundige zekerheid dat ten minste 2 bomen hetzelfde aantal blaadjes hebben. In Nederland staan ruim 300 miljoen bomen. 300 miljoen blaadjes zouden veel te zwaar zijn voor één boom; het drooggewicht van een blad is al ongeveer 5 gram. Het grootste aantal blaadjes per boom dat ooit is vastgesteld is ongeveer 600.000. Er zijn dus meer bomen dan het maximum aantal blaadjes per boom. Antwoord A is dus juist.
Vraag 12. Twee groepen studenten doen mee aan een saai en vervelend onderzoek. De ene groep krijgt als beloning 3 euro, de andere groep 30 euro. Na afloop moeten ze aan de volgende deelnemer vertellen dat het onderzoek leuk was. Welke groep vindt het onderzoek achteraf het minst vervelend?
- De groep met de kleinste beloning
Mensen vinden het vervelend dingen te zeggen die niet kloppen met hun eigen mening. Het is moeilijk na een langdurige, oervervelende taak tegen een medestudent te zeggen dat die taak heel leuk was. Dit heet cognitieve dissonantie. Om dat op te lossen proberen mensen hun gedrag te rechtvaardigen; een mogelijkheid is achteraf te denken dat de taak eigenlijk wel meeviel. De deelnemers die goed betaald werden, hadden die rechtvaardiging niet nodig. Leon Festinger liet de effecten van cognitieve dissonantie zien in onderzoek dat hij uitvoerde in de jaren vijftig van de vorige eeuw.
Vraag 13. Een netje gevuld met stalen knikkers en kurken drijft net onder het oppervlak van het water in een aquarium. Wat gebeurt er met het waterniveau wanneer je het netje stuk knipt?
- Het daalt
Een netje is gevuld met stalen knikkers en kurken. Wanneer het netje opengeknipt wordt, gaan de kurken drijven en zinken de stalen knikkers naar de bodem. Doordat de kurken gaan drijven, zal het totaal verplaatste volume water minder zijn dan toen ze nog onder water waren. Het verplaatste watervolume van de stalen knikkers verandert uiteraard niet. Doordat er minder water verplaatst wordt door de drijvende kurken zal het waterniveau dalen. Antwoord C is dus het juiste antwoord.
Vraag 14. Hoeveel dominostenen zijn minimaal nodig om een dominosteen ter grootte van de Utrechtse Domtoren om te gooien? Je begint met een standaard dominosteen. Bij vergroting van de opvolgende stenen schalen alle dimensies mee.
- Minimaal 20
In dit filmpje zie je hoe een standaard dominosteen (4,8 cm hoog) een grotere dominosteen kan omgooien en dat elke opvolgende steen 1,5 keer groter is.
Als je met dit filmpje gaat rekenen, kom je erachter dat je met 20 stenen al een steen ter grootte van de Domtoren (112 meter) kunt omgooien. In theorie kan het met nog minder stenen. In het plaatje hieronder zie je de uitkomst van een model hierover. Als je ervan uitgaat dat de stenen niet slippen en in alle richtingen hetzelfde schalen, ligt de maximale vergroting op ongeveer 2. De stenen staan dan een half keer de hoogte uit elkaar. Met deze vergroting zou je minimaal 12 stenen nodig hebben. Je hebt in de praktijk 12 tot 20 stenen nodig om een dominosteen ter grootte van de Domtoren om te gooien. Antwoord A (minimaal 8) en antwoord C (minimaal 32) vallen dus af. Antwoord B is het juiste antwoord want 20 stenen is in ieder geval voldoende.
Noot van de redactie: Taalkundig gezien is het woord 'minimaal' hier een verwarrende factor. Want als het antwoord 'minimaal 20' is, is antwoord A 'minimaal 8' (8 of meer stenen) dus ook goed. De reden dat wij twintig hebben gekozen als optie B was om de vraag haalbaar te maken. Wij konden moeilijk verwachten dat mensen een volledig natuurkundig theoretisch model gaan maken van dominostenen. Een dergelijk model is verre van triviaal. Op internet vind je sowieso filmpjes met een vergrotingsfactor die 20 mogelijk maakt en dit is ook zelf thuis met een schaalmodel te vinden. Antwoord A is sowieso niet haalbaar in theorie en praktijk en C bevat meer stenen dan nodig. Wij wilden dus het antwoord wat haalbaarder maken voor iedereen. Hierdoor is deze verwarring ontstaan. Excuus voor het onhandig gebruik van het woord minimaal.
Vraag 15. Twee mensen spelen een spel met 22 muntjes. Om en om pakken ze 1, 3 of 4 muntjes weg. Degene die de laatste munt(en) van tafel pakt, verliest. Als beiden perfect spelen, dan zal degene die begint:
- Altijd verliezen
Tip: redeneer terug. Je verliest altijd zeker als er 1 muntje overblijft. Die MOET je wegpakken. Bij 2 muntjes win je gegarandeerd. Je kunt er immers 1 wegpakken zodat er voor je tegenstander 1 muntje overblijft. Bij 3 muntjes heb je weer verloren. Immers als je ze alle drie weghaalt, heb je verloren. Als je 1 munt weghaalt, heeft je tegenstander er nog 2 en verlies je ook. Bij 4 muntjes kun je er 3 weghalen dus win je. Bij 5 haal je er 4 weg. Bij 6 pak je er 3. Bij 7 pak je er 4. Vanaf 8 muntjes herhaalt dit patroon van verliezen (V) en winnen (w) zich. Het spel heeft dus het volgende verloop: VwVwwww-VwVwwww-VwVwwww-V. Bij een spel met 22 muntjes verliest degene die begint dus altijd (antwoord B).