Fysica: mechanica, golven en thermodynamica PROEFEXAMEN VAN 12 NOVEMBER 2008

Transcriptie

1 Fysica: mechanica, golven en thermodynamica Prof. J. Danckaert PROEFEXAMEN VAN 12 NOVEMBER 2008 OPGEPAST Veel succes! Dit proefexamen bestaat grotendeels uit meerkeuzevragen waarbij je de letter overeenstemmend met het juiste antwoord omcirkelt. Het beantwoorden een meerkeuzevraag vraagt altijd om een redenering en eventueel ook om een berekening, die je dan best voor jezelf ook opschrijft. Meerkeuzevragen beantwoord je dus niet door in de lucht te staren en dan een letter te kiezen! Er wordt bijgevolg giscorrectie toegepast: voor elk fout antwoord verlies je 0,25 punten. Dit is niet het geval wanneert je geen antwoord selecteert. Er is ook één reeks open vragen over de theorie. Je finale antwoorden op de meerkeuzevragen breng je over op het antwoordformulier. Daarna is veranderen niet meer mogelijk. Indien je je vergist dien je een nieuw formulier te vragen. Dit proefexamen bevat bladzijden genummerd 1 t/m 7. Ga na of je die allemaal hebt; zo dit niet het geval is, vraag dan een nieuwe kopij. Een eenvoudig rekentoestel mag gebruikt worden (geen grafische functies of formulegeheugens). Boeken, cursussen of persoonlijke nota s mogen uiteraard niet gebruikt worden, noch welke andere informatie ook. Fraude wordt gesanctioneerd! Vul je naam, voornaam en studierichting in op elke bladzijde. De volgorde waarin je de vragen oplost, heeft geen belang. Begin dus best aan die vragen die je dadelijk denkt te kunnen oplossen. Lees aandachtig de hele vraag vooraleer aan de oplossing te beginnen. Gebruik het oplossingsschema gegeven, gevraagd, herkenning, oplossing, controle waar mogelijk. Eventuele vragen stel je persoonlijk aan de assistent. Je krijgt voor deze schriftelijke overhoring 2 uur. Nicki Mennekens, Eddy Carette, Jan Danckaert 1

2 Vragenreeks I: opwarmertjes Een projectiel is een voorwerp dat enkel aan de zwaartekracht onderhevig is. Beschouw een assenstelsel met horizontale x-as en verticale y-as. Vraag 1: Welke grootheden zijn constant (al dan niet nul) gedurende de ganse vlucht een projectiel? a x a y a x en a y a x, a y en v x a x, a y en v y Vraag 2: Welke grootheden zijn nul gedurende de ganse vlucht een projectiel? a x a y a x en a y a x, a y en v x a x, a y en v y Een voorwerp dat een constante kracht ondergaat versnelt aan 10 m/s². Vraag 3: Hoe groot is de versnelling als de massa wordt gehalveerd? a = 2,5 m/s² a = 5,0 m/s² a = 10 m/s² a = 20 m/s² a = 40 m/s² Vraag 4: Hoe groot is de versnelling als de massa en de kracht worden gehalveerd? a = 2,5 m/s² a = 5,0 m/s² a = 10 m/s² a = 20 m/s² a = 40 m/s² 2

3 Vragenreeks II: kinematica An rijdt aan een constante snelheid 108 km/h voorbij, die in dezelfde richting op weg is aan 72 km/h. Op het moment dat An hem passeert, begint te versnellen aan een constante 2,0 m/s². Vraag 5: Hoelang moet blijven versnellen vooraleer hij An heeft ingehaald? 5 s 10 s 15 s 18 s 30 s Vraag 6: Welke afstand hebben ze inmiddels afgelegd sinds begon te versnellen? 100 m 150 m 200 m 300 m 540 m Vraag 7: Wat is s snelheid op het moment dat hij An inhaalt? 108 km/h 144 km/h 180 km/h 202 km/h 216 km/h Vraag 8: Wat kan bovenstaande grafiek zijn? An, of v,tdiagram An of a,tdiagram An of, of v,t-diagram v,t-diagram An, of x,tdiagram a,t-diagram Vraag 9: Hoe ziet het eruit t.o.v. dat An? rechte, steeds steiler dan het An rechte, even steil dan het An rechte, minder steil dan het An kromme, eerst steiler en dan minder steil dan het x,tdiagram An kromme, eerst minder steil en dan steiler dan het x,tdiagram An 3

4 Vragenreeks III: dynamica I Je probeert een doos 100 kg omhoog te duwen over een hellend oppervlak (helling = 20 ). De wrijvingscoëfficiënten tussen doos en helling zijn µ s = 0,90 en µ k = 0,60. Je duwkracht bedraagt 1000 N (evenwijdig met de helling) en je start met een zekere beginsnelheid. Vraag 10: Hoe groot is de normaalkracht op de doos? 0 N 335 N 558 N 921 N 980 N Vraag 11: Hoe groot is de versnelling de doos, en in welke richting? a = 0,0 m/s² a = 0,49 m/s² a = 0,66 m/s² a = 1,1 m/s² a = 0,22 m/s² hellingafwaarts Je struikelt, waardoor de doos op de helling tot stilstand komt. Vraag 12: Wat is de grootte de wrijvingskracht die ervoor zorgt dat de doos niet terug naar beneden schuift? 315 N 335 N 553 N 829 N 882 N Vraag 13: Als je opnieuw een duwkracht 1000 N toepast, in een poging de doos uit rust verder omhoog te duwen, wat gebeurt er dan? De doos blijft in rust De doos versnelt eenparig Na een korte versnelling gaat de doos aan constante snelheid De doos versnelt met toenemende versnelling Na kort bewogen te hebben, glijdt de doos naar beneden 4

5 Vragenreeks IV: dynamica II Vraag 14: Een steen is in vrije val. Als we de kracht de aarde op de steen als actie beschouwen, wat is dan de reactiekracht? A. Er is geen reactie in dit geval B. De wrijvingskracht uitgeoefend door de lucht op de steen C. De kracht de steen op de aarde D. De versnelling de steen E. De zwaartekracht op de steen Vraag 15: Een baseballspeler gt de bal in de handschoen. Als we de kracht de bal op de handschoen als actiekracht beschouwen, wat is in dit geval de reactiekracht? A. De kracht de handschoen op de bal B. De kracht de hand op de handschoen C. De wrijvingskracht de grond op de schoenen D. De zwaartekracht op de bal E. De kracht de aarde op de handschoen Vraag 16: Een boek ligt in rust op een tafelblad. Als we de kracht de aarde op het boek als actiekracht beschouwen, welk is dan de reactiekracht? A. De (normaal)kracht de tafel op het boek B. De zwaartekracht op het boek C. De kracht het boek op de aarde D. De (normaal)kracht de grond op de tafelpoten E. De wrijvingskracht de grond op de poten Vraag 17: Een personenauto duwt een kleine bestelwagen uit rust in beweging. Tijdens de versnelling is: A. de grootte kracht de personenauto op de bestelwagen groter dan de grootte de kracht de bestelwagen op de personenauto. B. de grootte kracht de personenauto op de bestelwagen gelijk aan de grootte de kracht de bestelwagen op de personenauto. C. de grootte kracht de personenauto op de bestelwagen kleiner dan de grootte de kracht de bestelwagen op de personenauto. D. er geen kracht de bestelwagen op de personenauto. De bestelwagen wordt simpelweg voortgeduwd. E. er geen kracht de personenauto op de bestelwagen, en ook geen kracht de bestelwagen op de personenauto. 5

6 Vragenreeks V: cirkelbeweging Vraag 18: Een voorwerp beweegt eenparig met hoeksnelheid 2,0 omwentelingen per minuut in een cirkelvormige baan met straal 0,30 meter. De baansnelheid uitgedrukt in meter per seconde is dan, uitgedrukt met 2 beduidende cijfers: 2,0 6, ,8 3, Geen alle Vraag 19: Een voorwerp beweegt eenparig met hoeksnelheid 2,0 omwentelingen per minuut in een cirkelvormige baan met straal 0,30 meter. De centripetale versnelling uitgedrukt in meter per seconde kwadraat is dan, uitgedrukt met 2 beduidende cijfers: 0,0 1,2 1, , Geen alle Vraag 20: Een auto rijdt eenparig in een cirkelvormige baan. De nettokracht op de auto is: A. Constant en nul B. Constant in grootte en richting, maar niet nul C. Altijd weg het centrum de cirkelbaan gericht (centrifugaal) D. Altijd in de zin de snelheidsvektor gericht E. Geen alle Vraag 21: Op het tipje de grote wijzer de Big Ben in Londen zit een mug. Stel dat L de lengte is die grote wijzer in meter, dan is de versnelling de mug in meter per seconde kwadraat gegeven door: 0 2πL 4π²L 3600²L/4π² Geen alle 6

7 Vragenreeks VI: theorie (ga bij plaatsgebrek verder op de achterzijde, maar nummer je antwoorden!) Vraag 22: Geef de definitie en dimensie impuls p. Vraag 23: Met de grootheid impuls is een behoudswet geassocieerd. Wat zegt die? Wanneer geldt behoud impuls? Vraag 24: Pas behoud impuls toe op de volkomen inelastische botsing tussen een massa m 1 met initiële snelheid v i1 en een stilstaande massa m 2, en bereken de finale snelheid v f. 7