Vraag Antwoord Scores. Aan het juiste antwoord op een meerkeuzevraag wordt 1 scorepunt toegekend.

Transcriptie

1 Beoordelingsmodel Aan het juiste antwoord op een meerkeuzevraag wordt scorepunt toegekend. Opgave SPECT-CT-scan B maximumscore 3 antwoord: Mo Tc + 0 e + ( γ) of Mo Tc + e + ( γ ) 4 43 het elektron rechts van de pijl Tc als vervalproduct (mits verkregen via kloppende atoomnummers) het aantal nucleonen links en rechts gelijk 3 maximumscore uitkomst: 6,3 (%) De halveringstijd van technetium-99m is 6,0 u. Een etmaal is 4 uur, dit zijn 4,0 halveringstijden. Na een etmaal is er nog ( ) 4,0 00% = 0,065 00% = 6,3 % van de ingespoten hoeveelheid technetium over. opzoeken van de halveringstijd van technetium-99m completeren van de berekening 4 maximumscore Door de smalle kanaaltjes kunnen alleen fotonen die loodrecht invallen het kristal bereiken. (De fotonen die schuin invallen worden in het lood geabsorbeerd.) - -

2 5 maximumscore antwoord: Opmerking Als de overlap bepaald is met de totale breedte van de pieken: maximaal scorepunt. 6 maximumscore De geabsorbeerde energie E = 0,4, 0 0,4 0,6 0 = 0,97 J. E 0,97 3 De equivalente dosis H = Q = =,5 0 Sv. Dit is hoger dan (of m 80 bijna gelijk aan) de jaarlijkse achtergrondstraling van circa msv. inzicht dat de geabsorbeerde energie 3 E = 0, 4, 0 E omrekenen van MeV naar J E gebruik van H = Q m consequente conclusie foton - -

3 Opgave Solar Impulse 7 maximumscore 4 uitkomst: 4 (dagen) πr Voor de gemiddelde snelheid van de Solar Impulse geldt: v =, waarbij T r = (6, ) m en v= = 9,44 m s. Invullen levert 3, π(6, ) 6 T = =,064 0 s = 4 dagen. 9,44 πr gebruik van v = T opzoeken van r aarde omrekenen van kmh naar ms completeren van de berekening Opmerking Als er geen rekening gehouden is met de hoogte van 0 km: goed rekenen. 8 maximumscore Het nuttig motorvermogen van de vier motoren samen is 6,0 kw; het rendement van de motoren is 60%. Het vermogen van de zonnecellen moet dan gelijk zijn aan 6,0 = 0 kw. (De accu s hoeven dus geen energie te 0,6 leveren.) inzicht dat het nuttig vermogen van de motoren vergeleken moet worden met het vermogen van de zonnecellen juist gebruik van rendement - 3 -

4 9 maximumscore uitkomst: 0,5 kw De zonnecellen leveren een vermogen van 0 kw; het rendement van de zonnecellen is 0%. Het zonlicht heeft dan een vermogen van 0 50 kw. 0, = De oppervlakte van de zonnecellen is 00 m, dus per m is het vermogen van het zonlicht 50 0,5 kw. 00 = juist gebruik van het rendement van de zonnecellen completeren van de berekening 0 maximumscore uitkomst: h De accu s leveren 0 kw aan de motoren. De energie-inhoud van de accu s E 0 is 0 kwh. Er geldt: E = Pt, dus t = = = h. P 0 gebruik van E = Pt completeren van de berekening - 4 -

5 maximumscore 5 uitkomst:, 0 (kwh) voorbeelden van een antwoord: methode De oppervlakte onder de grafiek in figuur stelt de totale geleverde hoeveelheid energie voor, dit is ( 4,0 80) + (6,0 80) = = 800 kwh. Het rendement van de zonnecellen is 0%, dus er blijft 0,0 800 = 360 kwh over om te vliegen. De motoren van het vliegtuig leveren in 4 uur 6,0 4 = 44 kwh. Het rendement van de motoren is 60%, dus aan de motoren is dan 44 = 40 kwh aan energie toegevoerd. 0,60 De extra geleverde hoeveelheid energie is dus: = 0 =, 0 kwh. berekenen van de totale energie die de zonnecellen leveren in 4 uur juist gebruik van het rendement van de zonnecellen berekenen van de energie die de motoren leveren in 4 uur juist gebruik van het rendement van de motoren completeren van de berekening methode De oppervlakte onder de grafiek in figuur stelt de totale geleverde hoeveelheid energie voor; dit is ( 4,0 80) + (6,0 80) = = 800 kwh. Het rendement van de zonnecellen is 0%, dus er blijft 0,0 800 = 360 kwh over om te vliegen. Als de zonnecellen 0 kw leveren, wordt de energie die in de accu s is opgeslagen niet gebruikt, dus de motoren gebruiken in 4 uur 40 kw. De extra geleverde hoeveelheid energie is dus: = 0 =, 0 kwh. berekenen van de totale energie die de zonnecellen leveren in 4 uur juist gebruik van het rendement van de zonnecellen inzicht dat het motorvermogen hier 0 kw is berekenen van de energie die de motoren gebruiken in 4 uur completeren van de berekening - 5 -

6 Opgave 3 Kerstboomlampjes maximumscore 3 U Voor de weerstand van het lampje geldt: R =. De spanning over het I 30 lampje is U = = 9,58 = 9,6 V. Uit figuur blijkt dat de stroomsterkte I 4 door het lampje dan gelijk is aan 0 ma. De weerstand van het lampje is 9,6 dus R = = 80 Ω. 0,0 inzicht dat de spanning over het lampje 30 V 4 is aflezen van de bijbehorende stroomsterkte in figuur completeren 3 maximumscore Bij de gebruikte schakeling staat er opnieuw 30 = 9,6 V over elk lampje. 4 Dit is niet afhankelijk van de keuze van de gebruikte weerstand omdat bij een parallel schakeling de spanning over elke tak gelijk is. De lampjes zullen dus normaal branden. inzicht dat spanning over elk lampje niet veranderd is conclusie 4 maximumscore 4 Het vermogen van één lampje is: Plampje = UI = 9,6 0, =, W. U 9,6 Het vermogen van één weerstand is P = = = 46 W. Het totale R,0 vermogen is dan gelijk aan 4 (, + 46) = 33 =, kw. Dit is veel meer dan het oorspronkelijke vermogen van de kerstboomverlichting. berekenen van het vermogen van een lampje berekenen van het vermogen van een weerstand berekenen van het totale vermogen conclusie - 6 -

7 5 maximumscore 3 De vervangingsweerstand van elk parallel geschakeld deel is: + = 76,9 = 77 Ω De totale weerstand in de schakeling wordt nu 3 3 (3 77) +,0 0 = 3,8 0 Ω. 30 De stroomsterkte Itotaal = = 0,06 A 3 wordt dan te laag om de 3,8 0 lampjes normaal te laten branden. berekenen van de vervangingsweerstand van een parallel geschakeld deel inzicht dat de totale weerstand nu (te) hoog wordt inzicht dat de stroomsterkte door een lampje te laag wordt 6 maximumscore 4 Als er een lampje kapot gaat, neemt de spanning over de NTC toe. De NTC-weerstand warmt op waardoor de weerstandswaarde kleiner wordt. De stroomsterkte in de schakeling neemt dan toe zodat de lampjes weer gaan gloeien. Het totale vermogen blijft vrijwel gelijk aan het gebruik zonder extra weerstanden omdat de NTC bij lage temperatuur een hogere weerstandswaarde heeft dan het lampje. inzicht dat de spanning over de NTC eerst stijgt inzicht dat de NTC opwarmt waardoor de weerstand van de NTC afneemt inzicht dat de stroomsterkte in de schakeling na verloop van tijd weer toeneemt inzicht dat het vermogen nu niet te hoog is omdat de NTC bij lage temperatuur een hoge weerstand heeft Opgave 4 Railbaan 7 maximumscore Als Fermi links begint, is hij na, s in het hoogste punt rechts aangekomen. Na,4 s is hij weer in het hoogste punt links, dus D komt overeen met de trillingstijd van deze beweging. inzicht dat Fermi na,4 s weer terug is op het hoogste punt links conclusie - 7 -

8 8 maximumscore 4 voorbeelden van een antwoord: of inzicht dat de amplitude van de trilling afneemt inzicht dat de trillingstijd niet verandert gedurende 5,5 s inzicht dat de uitwijking maximaal (of juist minimaal) is als de hoogte boven de rail maximaal is juiste nulpunten Opmerking Als de uitwijking uitsluitend positief is getekend: maximaal scorepunten

9 9 maximumscore 5 voorbeeld van antwoorden: De vector F z is 6,0 cm lang, dit komt overeen met een kracht van 3 9,8= 304 N. In de figuur komt cm dus overeen met 50,7 N. Voor de wrijvingskracht geldt: Fw = Fz, // Fres ; de vector F w is,9,3 =, 6 cm lang. Dit komt overeen met,6 50,7 = 8 N. bepalen van de schaalfactor lijn getekend vanuit F z loodrecht op de raaklijn aan de rail om F z, // te bepalen inzicht dat geldt: Fw = Fz, // Fres bepalen van de lengte van de vector van de wrijvingskracht in cm met een marge van 0, cm completeren - 9 -

10 0 maximumscore 3 uitkomst:,5 m (met een marge van 0,4 m) De afgelegde afstand is gelijk aan de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek. Fermi is voor de eerste keer rechts in het hoogste punt van de baan op t =, s. De oppervlakte onder de (v,t)-grafiek tussen t = 0,0 s en t =, s komt overeen met,5 m. inzicht dat de afgelegde afstand gelijk is aan de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek bepalen van het oppervlak met behulp van hokjes tellen of met gemiddelde snelheid completeren Opgave 5 Binnenklimaat maximumscore 3 antwoord: juiste keuze van (T,t)-grafiek bij huis A inzicht dat de temperatuur constant blijft voor huis B juist temperatuurverloop voor huis B getekend - 0 -

11 maximumscore antwoord: wordt kleiner blijft gelijk wordt groter P X k X A X ΔT X d X per juist antwoord 3 maximumscore uitkomst:,0 voorbeeld van een berekening: 3 Het volume van de kamer is,44 44 = 07,36 m. Per uur wordt er 5 m 3 5 lucht ververst zodat het ventilatievoud gelijk is aan 07,36 =,0. berekenen van het volume van de kamer completeren van de berekening 4 maximumscore 5 uitkomst: 00 mm Er wordt 5 m 3 lucht per uur ververst, zodat het debiet gelijk is aan 5 3 = 5,97 0 m s De oppervlakte van twee buizen is dan gelijk aan debiet 5,97 0 = = 0,049 m. v 4,0 0,049 Per buis is de oppervlakte 3 = 7,47 0 m. 3 7,47 0 De diameter van een buis is dan = 0,097 m. 4 π De buis moet dus minstens een diameter hebben van 00 mm. berekenen van het debiet gebruik van debiet = va gebruik van factor in de berekening van oppervlak van een buis berekenen van straal of diameter van een buis consequente keuze in buisdiameter - -

12 5 maximumscore 3 uitkomst: 0, m 3 voorbeeld van een berekening: Voor het opwarmen van de lucht geldt: Q = cm T, waarbij 3 c=,00 0 J kg K ; m= 55 kg en T = (9,0 5,) = 3,9 C. 6 Invullen levert: Q = 3,54 0 J. Bij verbranden van m 3 aardgas komt J vrij. Er wordt 3, = 0, m 3 aardgas per uur gebruikt. gebruik van Q = cm T opzoeken van c lucht completeren van de berekening. 6 maximumscore uitkomst: 7, C voorbeeld van een berekening: Voor deze installatie geldt: Qop = Qaf. Omdat de massa en de soortelijke warmte gelijk zijn, geldt: (9,0 7,0) = ( T 5,). Hieruit volgt dat de temperatuur waarmee de lucht de kamer binnen komt gelijk is aan 7, C. inzicht dat het temperatuurverschil bij de afvoerlucht gelijk is aan het temperatuurverschil bij de toevoerlucht completeren van de berekening - -