Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo 2005-I

Transcriptie

1 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I 4 Beoordelingsmodel Opgave Schommelboot uitkomst: m De slingertijd T,67, s. Dit ingevuld in de slingerformule T 7,. 9,8 Hieruit volgt: m. levert g gebruik van slingerformule inzicht dat de gemeten tijd de helft is van de slingertijd completeren van de berekening Maximumscore voorbeelden van argumenten (twee van de volgende): De boot heeft een te grote uitwijking(shoek) om de formule te mogen gebruiken. Door de eigen afmetingen van de boot is de afstand PQ groter dan de slingerlengte (aangezien het zwaartepunt van de boot niet samenvalt met Q). De massa van de stellage waarmee de boot is opgehangen mag niet verwaarloosd worden (zodat het zwaartepunt van de slinger niet samenvalt met Q). De boot wordt aangedreven en slingert dus niet noodzakelijkerwijs in zijn eigenfrequentie. Het is geen mathematische slinger, terwijl wel de daarbij behorende formule wordt gebruikt. per juist argument www. - -

2 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I uitkomst: PQ = 5 m voorbeeld van een bepaling: De foto is 7 48 mm en het negatief 6 4 mm. De foto is dus,0 keer zo groot als het negatief. PQ op de foto is,95 cm. De lengte van PQ op het negatief is dus 0,50,95,0 cm. b f 0,050 Voor de vergroting geldt N dus N, 5 0. v v 7,00 De werkelijke lengte PQ is 5 m., 5 0 inzicht dat de vergrotingsfactor van het negatief naar de foto bepaald moet worden opmeten van PQ op de foto en inzicht dat de afmeting van PQ op het negatief bepaald moet worden inzicht f N of gebruik van b en N v f v b v completeren van de bepaling Maximumscore 4 voorbeeld van een antwoord: juist argument voor Anne: Als de stokken dicht bij elkaar staan, ligt de aldus bepaalde snelheid vlakbij de maximale snelheid. juist argument voor Bas: Als de stokken ver uit elkaar staan is de tijdsduur nauwkeuriger te meten. (Bovendien is de fout in de afstandsmeting kleiner.) juist argument voor Anne juist argument voor Bas 5 uitkomst: v 7,96 ms v Er geldt fw fb, dus in het laagste punt geldt: v v Hieruit volgt b v b 7,96 ms v b v gebruik van fw fb v v b opzoeken van de geluidssnelheid completeren van de berekening www. - -

3 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I 6 uitkomst: P 5 mw L 0log I I met I 0 0 Wm 0 Als L 70 db is I,0 0 Wm. 6 5 De toename ten gevolge van het fluitje is Uit P IA volgt: en L = 65 db, zodat 6 6,840 W m. 6 P 6,840 4,45 0 W 5 mw. I,6 0 W m. gebruik van L 0log I I met I 0 0 Wm 0 inzicht dat toename geluidsintensiteit bepaald moet worden gebruik van P IA met A evenredig met r completeren van de berekening Opmerking Wanneer L db gebruikt: maximaal punten 7 uitkomst: v 7,9 ms mv Er geldt: FN Fz Fmpz. Dus r Hieruit volgt dat v 9,84 7,9 ms v (99 68) 9,8. 4 inzicht dat Fmpz FN Fz inzicht dat F N uit de aanwijzing van de weegschaal afgeleid kan worden mv gebruik van Fmpz met r = 4 m r completeren van de berekening www. - -

4 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I Opgave Sauna 8 voorbeeld van een antwoord: Het zweet verdampt. Hiervoor is warmte nodig. Deze warmte wordt aan de (lucht om de) huid onttrokken. inzicht dat het zweet verdampt inzicht dat hiervoor warmte nodig is inzicht dat deze warmte aan de (lucht om de) huid onttrokken wordt 9 uitkomst: m 0,7 kg De (waterdamp)druk =,5 kpa. Het aantal mol waterdamp is te berekenen met de algemene pv,50 4 gaswet: n 9,4 mol. De massa is 9,480 0,7kg. RT 8,6 gebruik van de ideale gaswet met R opgezocht inzicht p,50 Pa waterdamp completeren van de berekening 0 uitkomst: C 7, 40 J K 4 Bij het verwarmen geldt: Q Ctotaal T. Beschouw een tijdsduur van,0 s. Invullen geeft:,60 C 0,7. Hieruit volgt: Voor de lucht geldt: Zodat: totaal C totaal kj K. C damp+lucht 47 kj K. C wanden, banken en andere voorwerpen kj K., 0 inzicht dat er maal het vermogen nodig is per K temperatuurstijging 0, 7 berekenen totale warmtecapaciteit completeren van de berekening www

5 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I Maximumscore uitkomst: Sensor a is het meest geschikt. voorbeeld van een uitleg: Met een sensor die in de buurt van 90 C de grootste gevoeligheid heeft kan men het nauwkeurigst de temperatuur regelen. De gevoeligheid is de steilheid van de karakteristiek, dus kan sensor a het best gebruikt worden. inzicht dat de gevoeligheid van de sensor bepalend is voor de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling inzicht dat sensor a bij 90 C de grootste gevoeligheid heeft Opmerking Antwoord zonder gevoeligheid : 0 punten. voorbeeld van een antwoord: Hz pulsgenerator telpulsen aan/uit 6 8 reset 4 & & & & teller rood geel groen blauw aansluitingen tussen teller en EN-poort van één lamp correct getekend aansluitingen tussen teller en EN-poort van tweede lamp correct getekend aansluitingen tussen teller en EN-poort van derde en vierde lamp correct getekend www

6 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I Opgave Nieuw element voorbeeld van een antwoord: Met een richtingsregel volgt dan dat de magnetische inductie B loodrecht het papier in is gericht. B R S F L I (of v) T richting stroomsterkte I of v richting lorentzkracht F L consequente conclusie Maximumscore 5 4 uitkomst: B = 0, T Voor het versnellen geldt: qu mv met m 47,95u en q. e Dit levert: 9 7,600,400 47,95,660 v dus Voor het afbuigen geldt: F F zodat Hieruit volgt L mpz ,95,660,900 B 9,60 0 0,6 inzicht dat voor de energieomzetting geldt: mv mv Bqv B. r q r 0, T 5 v, 90 0 m s. qu mv gebruik van mv Bqv r inzicht dat m Au en opzoeken van A en u inzicht dat RT r en q e completeren van de berekening Opmerking Wanneer m = 48u gebruikt: geen aftrek. 5 voorbeeld van een antwoord: De amplitude moet groter worden gemaakt. Dit volgt uit qu E k. Omdat de ionen een grotere eindsnelheid moeten krijgen, moeten ze elk buisje in een kortere tijd doorlopen, zodat de periode kleiner en dus de frequentie groter moet worden. inzicht dat er een grotere spanning nodig is om de ionen een grotere snelheid te geven consequente conclusie omtrent de amplitude van de wisselspanning inzicht dat de verblijftijd in de buisjes kleiner wordt consequente conclusie omtrent de frequentie van de wisselspanning www

7 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I Maximumscore 6 voorbeeld van een antwoord: De calciumkern moet de plutoniumkern binnen kunnen dringen. Hiertoe moet de afstotende kracht tussen de beide positief geladen kernen overwonnen kunnen worden. Dit kan alleen als de calciumkern voldoende kinetische energie bezit, dus een grote snelheid heeft. beide atoomkernen (zijn positief geladen en) stoten elkaar af er is veel (kinetische) energie nodig om deze afstotende krachten te overwinnen 7 voorbeeld van een antwoord: Ca Pu X n (Er komen dus drie neutronen vrij.) kernreactie weergegeven met Ca en Pu links van de pijl massagetal van nieuwe kern inzicht dat neutronen vrijkomen 8 uitkomst: 4 s methode t Er geldt Nt () N(0) / en invullen levert 0/ Hieruit volgt dat de halveringstijd 0,9 s; 75% vervallen, dus 5% over na 4s. inzicht 0 N t N 0, 5 t gebruik van / Nt () N(0) met t 0 s berekenen van completeren van de berekening methode N t t 0, 5 0,7 /levensduur. N 0 Hieruit volgt inzicht 0 N t N log 0,5 t 0 4 s. log 0,7 0, 5 t /levensduur 0,7 0, 5 inzicht completeren van de berekening www

8 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I Opgave 4 Champignon Maximumscore 9 uitkomst: v, 0 m s gt9,8, 0 m s vt gebruik van v t gt completeren van de berekening 0 voorbeelden van een antwoord: methode Opp Opp dopp in linkerkolom en dopp, in rechterkolom. In het model moet de oppervlakte Opp per tijdstap dt toenemen met een klein stukje dopp. Het aantal tijdstappen is,8,8 8. dt 0, De toename van de oppervlakte dopp volgt uit: 4,6 0,8 ofwel: dopp,. 8 toename van de totale oppervlakte aantal tijdstappen gebruik van Opp = Opp dopp inzicht dat het aantal tijdstappen berekend moet worden inzicht hoe dopp per tijdstap berekend kan worden invullen van de regel in het model en de startwaarde voor dopp in de rechterkolom methode Opp 0,8 t in linkerkolom en niets invullen in rechterkolom. De frontale oppervlakte Opp moet vanaf t = s in,8 s lineair toenemen van 0,8 tot 4,6. Dus voldoet Opp voor t aan de formule Opp 0,8 t. gebruik van een formule (functievoorschrift) waarbij Opp met de tijd toeneemt inzicht dat de tijd van openen s na t = 0 start 4,6 0,8 inzicht dat de steilheid van de toename gelijk is aan,8 completeren van de regel en invullen in het model Opmerking Wanneer uitgegaan van een eindoppervlakte van 4,6 + 0,8 = 4,4 m : goed rekenen. www

9 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I voorbeeld van een antwoord: De maximale steilheid van de grafiek is a max. Deze is 9 ms. Fw, max Fz Fw, max 99,8 Invullen van amax levert: 9 ; m 9 hieruit volgt: Fw, max 4, 40 N. De berekende waarde komt, binnen de nauwkeurigheid waarmee a max bepaald kan worden, overeen met de maximale waarde in figuur 8. inzicht dat de maximale vertraging bepaald moet worden waarde van a max bepaald uit de steilheid van figuur 7 met een marge van 5 ms Fw, max Fz inzicht dat amax m vergelijken van de gevonden waarde van met de topwaarde van figuur 8 en conclusie F w, max voorbeeld van een antwoord: De gearceerde oppervlakte heeft een grootte van ongeveer, hokje. 5 5 Elk hokje is 00000,0 0 J, dus, hokje vertegenwoordigt een arbeid van, 0 J. De afname van de kinetische energie door het openen van de parachute is gelijk aan: 5 Ek ,5, 0 J. Het energieverlies in de vorm van snelheidsdaling is dus gelijk aan de door de extra luchtweerstand verrichte arbeid. kiezen van een geschikte oppervlaktemeting 5 bepalen arbeid (met een marge van 0, 0 J) k na voor inzicht W E mv mv aflezen v en v (met een marge van m s ), invullen en conclusie na voor - Opgave 5 Gloeidraad 5 uitkomst: d,0 m ,45 0 A,54 0 m. R A,54 0 r r, 06 0 m. De diameter is 5 r, 0 m. l gebruik van R en opzoeken van de soortelijke weerstand A gebruik van A r en d r completeren van de berekening www

10 Eindexamen natuurkunde - vwo 005-I 4 uitkomst: T,7 0 K of, 40 C P 60 I 0, 6 A U 0 U 0 R 88 I 0, 6 R R 8 T 67 K 4, R0 T kamertemperatuur ,70 K gebruik van P UI en U IR inzicht dat R R70 met R de berekende waarde kamertemperatuur gekozen tussen 90 en 00 K of tussen 0 en 0 C completeren van de berekening 5 uitkomst: T, 0 0 K of,7 0 C voorbeeld van een antwoord: Het maximum van de stralingskromme is af te lezen uit de figuur en bedraagt 965 nm.,8980 Omdat maxt kw is T, 0 0 K aflezen van de top van de stralingskromme (met een marge van 0 nm) gebruik van maxt kw met kw opgezocht completeren van de berekening Opmerking Wanneer waarde bepaald door gebruik te maken van tabel A van Binas (4 e druk) of van de tweede grafiek van tabel van Binas (5 e druk): goed rekenen. www