Eindexamen natuurkunde 1-2 compex vwo I

Transcriptie

1 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I Beoordelingsmodel Opgave Mondharmonica maximumscore 3 voorbeeld van een antoord: In figuur 3 zijn minder trillingen te zien dan in figuur 2. De frequentie in figuur 3 is dus lager. Het lipje bij gat A is langer dan het lipje bij gat B. Dus lipje A zal met een lagere frequentie trillen. Dus gat A correspondeert met figuur 3. inzicht dat in figuur 3 de frequentie lager is dan in figuur 2 inzicht dat het lipje bij gat A met een lagere frequentie trilt dan het lipje bij gat B completeren van de uitleg 2 maximumscore 3 antoord: Bij figuur 2 hoort toon a. voorbeeld van een bepaling: Uit figuur 2 is af te lezen dat er 8 trillingen zijn in 8, ms. 3 8, Dus T = = 2, 26 0 s. Dan is f = = = 4, 4 0 Hz. 3 8 T 2, 26 0 Dit correspondeert volgens BINAS tabel 5C met de toon a. bepalen van T uit figuur 2 (minimaal 5 trillingen gebruikt) gebruik van f = T completeren van de bepaling en opzoeken van de toon in tabel 5C. - -

2 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 3 maximumscore 3 uitkomst: v = 8,8 ms voorbeeld van een berekening: Er ontstaat een knoop bij het vaste uiteinde en een buik bij het losse uiteinde. In de grondtoon geldt = λ 2 4. λ =,20 cm λ = 4,80 0 m. 4 2 Er geldt: v= fλ = 392 4,80 0 = 8,8 ms. inzicht dat 4 λ gebruik van v= fλ completeren van de berekening 4 maximumscore 2 antoord: B lipje K,20 cm B K aangeven van een knoop bij het vaste uiteinde en een buik bij het losse uiteinde completeren van het antoord Opmerking Als de kandidaat de buik aan het uiteinde boven de staaf tekent en/of de knopen en buiken niet gelijkmatig verdeelt, dit goed rekenen

3 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I Opgave 2 Lekkende condensator 5 maximumscore voorbeeld van een antoord: R C ma V S B maximumscore 3 voorbeeld van een antoord: U 5,0 3 I(0) = = = 3,33 0 = 3,3 ma. 3 R, 5 0 Het bereik van de ma-meter moet dus 5,0 ma zijn. inzicht dat I(0) berekend moet orden U gebruik van I = R consequente conclusie 7 maximumscore 2 uitkomst: t = 38 s voorbeeld van een berekening: t RC =, = 75 s 3,0 = 5,0e t = 75 ln0,60 = 38 s. invullen van de juiste aarden in de gegeven formule completeren van de berekening

4 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 8 maximumscore 4 uitkomst: d = 2 mm voorbeeld van een berekening: 3 3 Er geldt: t = 6RC. Invullen levert: 0 = R. 3 Dit geeft R = 3,3 0 Ω. ρ Invullen in Roplaad = ,65 geeft 3,3 0 =. A A 6 2 Dit geeft A = 3,3 0 m. 2 3 Uit A= πr volgt r =, 0 0 m. Dus d = 2 mm. berekenen van R ρ gebruik van R = en opzoeken van de aarde voor ρ A 2 gebruik van A = πr en d = 2r completeren van de berekening 9 maximumscore 3 voorbeeld van een antoord: Als Gerard de drukschakelaar D indrukt, opent het relais schakelaar S. Hierdoor gaat de condensator ontladen. Gelijktijdig start de teller. Op het moment dat de spanning 3,0 V is, laat Gerard de drukschakelaar D los en stopt de teller. De teller geeft nu het aantal seconden aan dat het ontladen duurt. inzicht dat het relais geopend ordt aardoor de condensator ontlaadt inzicht dat de teller loopt, zolang de drukknop ingedrukt is inzicht dat de teller het aantal seconden aangeeft

5 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 0 maximumscore 4 voorbeeld van een antoord: R + - M C D V relais S B + - aansluiten van het relais op de uitgang van een geheugencel aansluiten van een comparator aanbrengen van een invertor tussen de comparator en de set van de geheugencel aansluiten van een drukschakelaar D op de reset van de geheugencel Opmerking Als door extra verbindingen en/of vererkers een niet naar behoren erkende schakeling is getekend: maximaal 2 punten

6 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I Opgave 3 Betelgeuze maximumscore 2 voorbeeld van een antoord: 9 Uit tabel 32B blijkt dat Betelgeuze een straal heeft van m. 9 Uit tabel 3 blijkt dat de straal van de baan van Mars 227,8 0 m bedraagt 9 en die van Jupiter 777,9 0 m. De banen van Mercurius, Venus, de Aarde en Mars zouden dus binnen Betelgeuze vallen. opzoeken van de straal van Betelgeuze vergelijken met de straal van de planeetbanen en conclusie Opmerking Als ook Ceres als planeet genoemd is: goed rekenen. 2 maximumscore 3 uitkomst: λ max = 878, nm voorbeeld van een berekening: Voor het maximum van de stralingskromme geldt: λ max T = k W. 3 Invullen geeft: λ 3300 = 2, Hieruit volgt λ max = 878, nm. max gebruik van λ max T = k W en opzoeken van k W opzoeken van T completeren van de berekening Opmerking Een antoord in tee significante cijfers: goed rekenen

7 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 3 maximumscore 4 uitkomst: E = 5,58 MeV (= 2, J) voorbeeld van een berekening: Voor het massadefect geldt: Δ m= 2 27,97693u 4m 55,93494u 26 m + 2 m. ( e) ( e e) Zodat geldt: Δ m = ( ) = 0, , u 0,0673u. Dit komt overeen met 0, ,49 MeV = 5,58 MeV = 2, J. inzicht dat het massadefect bepaald moet orden in rekening brengen van de elektronmassa s inzicht dat u overeenkomt met 93,49 MeV of gebruik van E = mc 2 completeren van de berekening Opmerking Als de elektronmassa s vergeten zijn: maximaal 3 punten toekennen. 4 maximumscore 4 voorbeelden van een antoord: methode Voor de zon geldt: 2 4. P= cr T Invullen geeft: ( ) 2 Voor de aarde van c geldt: Voor Betelgeuze geldt dus: 0,390 0 = c 0, c = 7,4 0. ( ) P= cr T = 7, = 4,34 0 W P M 3 4,34 0 Uit = volgt: M = M 27,3M 27 Pzon M zon 0,390 0 = Betelgeuze zal dus ontploffen als een supernova. zon zon opzoeken van r en T voor beide hemellichamen berekenen van c M berekenen van M zon consequente conclusie

8 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I methode 2 Er geldt: Hieruit volgt: ( cr T ) 2 4 ( cr T ) P r T = = P r T zon zon zon zon 2 4 P P zon = =, , P M 5 7 Ook geldt: = zodat ( ) 2 M = Mzon, = 27,3M zon. Pzon Mzon Betelgeuze zal dus ontploffen als een supernova. 2 4 P r T inzicht dat = Pzon rzon Tzon opzoeken van r en T voor beide hemellichamen M berekenen van M zon consequente conclusie

9 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I Opgave 4 Ariane-5 en Smart- 5 maximumscore 2 voorbeelden van een antoord: methode De raket stoot de verbrandingsgassen naar achteren uit. Volgens de derde et van Neton oefenen de gassen dan een kracht naar voren uit op de raket. inzicht dat de derde et van Neton van toepassing is inzicht dat de krachten op de gassen en op de raket tegengesteld van richting zijn methode 2 De raket stoot de verbrandingsgassen naar achteren uit. Volgens de et van behoud van impuls is de totale impuls gelijk. Daardoor moet de impulsverandering van de raket tegengesteld zijn aan de impulsverandering van de gassen. (Op de raket erkt dus een kracht naar voren.) inzicht dat de et van behoud van impuls van toepassing is inzicht dat de impulsverandering van de raket tegengesteld is aan de impulsverandering van de gassen

10 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 6 maximumscore 2 uitkomst: u = 3250 (m s ) met een marge van 50 (m s ) voorbeeld van een bepaling: Gebruik de optie Simulatie. Verander u zodat de gemeten lijn en de lijn van de simulatie over elkaar heen vallen. Bovenstaande grafiek is van een simulatie met u = 3000 (m s ). Bovenstaande grafiek is van een simulatie met u = 3250 (m s ). uitvoeren van de simulatie / aanpassen van u in het model u = 3250 (m s ) (met een marge van 50 (m s ))

11 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 7 maximumscore 4 uitkomst: h = 2,5 km (3 km) methode Maak een ( F, h) -diagram en lees de aarde van h af als F maximaal is. voorbeeld van een diagram: voorbeeld van een verklaring: F neemt aanvankelijk toe omdat de snelheid toeneemt. Op grotere hoogte daalt F eer omdat daar de dichtheid ρ van de lucht afneemt. maken van (F,h)-diagram bepalen van de hoogte aarbij de F maximaal is uitleg van de toename van F uitleg van de afname van F. - -

12 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I methode 2 Maak een ( F, t) - en een ( ht, )-diagram en lees de aarde van h af als F maximaal is. voorbeeld van de diagrammen: voorbeeld van een verklaring: F neemt aanvankelijk toe omdat de snelheid toeneemt. Op grotere hoogte daalt F eer omdat daar de dichtheid ρ van de lucht afneemt. maken van (F,t)-diagram en een (h,t)-diagram bepalen van de hoogte aarbij de F maximaal is uitleg van de toename van F uitleg van de afname van F

13 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 8 maximumscore 4 voorbeeld van een antoord: Fstu Fg F In het model staat de volgende formule: a =. m F g neemt af, dus is op 00 km hoogte kleiner dan op 40 km hoogte, F is op 00 km hoogte kleiner dan op 40 km hoogte, m neemt af, dus is op 00 km hoogte kleiner dan op 40 km hoogte. Uit de formule volgt dat de versnelling op 00 km hoogte groter is dan op 40 km hoogte. inzicht dat F g afneemt op grotere hoogte inzicht dat F op 00 km hoogte kleiner is dan op 40 km hoogte of op beide hoogten veraarloosbaar is inzicht dat m afneemt completeren van de uitleg 9 maximumscore 4 voorbeeld van een antoord: Vul in het (,) vt -diagram voor v_esa de formule: 3E3*LN(74E3/(74E3-3.6E3*t))-9,78*t in, of in het model de formule: v_esa=u*ln(74e3/m)-g*t, en run het model. De grafiek komt overeen met de grafiek van het model. voorbeeld van een grafiek: inzicht dat m (0) = 74E3 inzicht dat mt () = mb + mr invoeren van de formule conclusie na runnen van het model of maken van de grafiek

14 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 20 maximumscore 4 voorbeeld van een antoord: dwmotor Pmotor = = Fmotorv dt voorbeeld van een diagram: F motor is constant, maar v verandert steeds. Uit de grafiek blijkt dat de verandering in P motor een gevolg is van de verandering in v. dwmotor inzicht dat Pmotor = of dat P motor gelijk is aan de afgeleide van dt de grafiek van W motor maken van het ( ) P t -diagram motor, inzicht dat Pmotor = Fmotorv completeren van de uitleg

15 Eindexamen natuurkunde -2 compex vo I 2 maximumscore 4 uitkomst: γ = 2 voorbeeld van een bepaling: 6 y(a) y(a),04 0 tan α =. Dus α tan tan = = = 36,8. 6 x(a) x(a), 39 0 vy(a) tan(80 β ) =. vx (A) v 3 y(a), β tan tan = = = vx (A) 0,863 0 Dus β = = 5 γ = 90 β α = ,8 = 2. ( ) ( ) y(a) inzicht dat tanα = x(a) vy(a) inzicht dat tan(80 β ) = vx (A) inzicht dat γ = 90 o ( β α) completeren van de bepaling