VOORBEREIDENDE EKSAMEN 2018 NASIENRIGLYNE

Transcriptie

1 VOORBEREIDENDE EKSAMEN 208 NASIENRIGLYNE FISIESE WETENSKAE: FISIKA (VRAESTEL ) (084) 3 bladsye

2 GAUTENGSE DEARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN 208 FISIESE WETENSKAE: FISIKA (Vraestel ) NASIENRIGLYNE VRAAG. B.2 C.3 B.4 D.5 B.6 D.7 B.8 B.9 D.0 C [20] VRAAG 2 2. Die totale meganiese energie (som van die potensiële energie en kinetiese energie) in ʼn sisteem bly konstant so lank as wat die enigste kragte wat daarop inwerk konserwatiewe kragte is. (2) 2.2 By punt A Emech = Ep + Ek By punt B = mgh + 0 = 50 x 9,8 x 5 = J Emech = Ep + Ek = 0 + ½ mvi 2 vi = 9,899 m s - (4) 2.3 Die totale liniêre momentum van ʼn geslote sisteem bly konstant (behoue). (2) OSITIEWE NASIEN VANAF 2.2 2

3 2.4 Sp(voor) = Sp(na) mdvd + mwvw = (md + mw)vc 50 x 9, = ( )vc vc = 4,4995 vc = 4,50 m s Impuls, Dp = mddv = 50 x (9,899 4,4995) = 269,98 kg m s - (2) 2.6 Wnet = DEk = Fnet xdxcosq Ekf - Eki = Fnet xdxcosq 0 ½ x0x 4,50 2 = 60 x DxCos80 0 Dx = 8,56 m (4) [7] VRAAG 3 3. vryval is die beweging van ʼn liggaam wanneer die enigste krag wat inwerk op die liggaam gravitasiekrag is. (a.g.v.die gewig). (2) 3.2 vf 2 = vi 2 + 2aDy vf = (0 2 + (2x9,8x20)) = 22,8 m s vf = vi + adt 22,8-0 Dt = 9,8 =,243 s 3.4 Bal bons 9 m opwaarts na die bons. vf 2 = vi 2 + 2aDy 0 2 = vi ( 9,8)( -9) vi = 9,298 m s - tup = v f - vi a 0 - (-9,298 = 9,8 =,969 s 3.5 Die afname in die groottes van die snelhede en dus ook die verlies in kinetiese energie wys dat die botsings tussen die bal en die grond onelasties is en energie verlore gaan deur klank en hitte. (maks 2) (2) 3

4 3.6 Af is positief. 22,8 m s - 0m s -,243s Nasienkriteria Grafiek begin by 0 m s - Grafiek eindig by 22,8 m s -,243 s aangedui Grafiek begin by -9,30 m s - Grafiek eindig by v =0, (tyd 3,22 s) ositiewe helling vir beide grafiekdele -9,30m s - Opwaarts is positief 9,30 m s - -0 m s -,24 s Aanvaar indien die lyn skuins is Nasienriglyne Grafiek begin by 0 m s - Grafiek eindig by 22,8 m s -,243 s aangedui Grafiek begin by -9,30 m s - Grafiek eindig by v =0 (tyd 3,22 s) Negatiewe helling vir beide grafiekdele -22,8 m s - (6) [9] 4

5 VRAAG 4 4. Die netto/ totale arbeid verrig op ʼn voorwerp is gelyk aan die verandering in die voorwerp se kinetiese energie. (OF die werk gedoen op ʼn voorwerp deur ʼn resultante / netto krag is gelyk aan die verandering in die voorwerp se kinetiese energie.) (2) OSIE OSIE 2 N/FN/krag van oppervlakte op voorwerp f/ff/wrywingskrag N/FN/krag van oppervlakte op voorwerp f/ff/wrywingskrag Fg/w/krag van aarde op voorwerp Fg///wsinq Fg^/ wcosq 5

6 OSIE OSIE 2 vf 2 = vi 2 + 2aDx = x 2 x 8 vf = 5,657 m s - Ek = ½ mv 2 = 0,5 x 40 x 5,657 2 = 640,03 J Dx = vidt + ½ adt 2 8 = 0xDt + 0.5x2xDt Dt = 2,828 Vf = vi + adt = 0 + 2x2,838 = 5,657 m s - Ek = ½ mv 2 = 0,5 x 40 x 5,657 2 = 640,03 J (5) OSIE OSIE 2 Wg = Fg//Dxcosq h = 8 sin 30 0 = 4 m = (mg sin q) Dx cosq Ep = mgh = 40x9,8 x sin 30 0 x 8 x cos0 0 = 40 x 9,8 x 4 = 568 J = 568 J (4) OSITIEWE NASIEN VAN 4.3. & Wnet = DEK Wg + Wf = EKf - EKi Wf = 640,03-0 \ Wf = - 927,97 J (4) Wf = FfDxcos q 927,97= Ff x 8 cos 80 0 Ff = -5,996 N = 5,996 N [20] 6

7 VRAAG 5 5. Die Doppler effek is die verandering in frekwensie (of toonhoogte) van die klank waargeneem deur ʼn luisteraar omdat die klankbron en die luisteraar verskillende snelhede relatief tot die medium van klank voortbeweging het. (2) v ± vl 284,4 5.2 Vir motor A; FL = ( )fs, vs = = 79 m s - v ± v 3, = ( ) v ± vl 5.3 Vir motor B; FL = ( )fs, v ± v 5.4 Met klank = 563,28 Hz. (5) = ( ) vs = 9,375 m s - (4) Die snelheid in lug is vergelykbaar met die spoed van die ambulans. Die verandering in frekwensie sal dus noemenswaardig wees en ʼn merkbare verandering toon. Met lig s s v s Die snelheid van lig is te hoog om te vergelyk met die snelheid van die ambulans. Die verandering in frekwensie sal noemenswaardig wees en dus geen merkbare verandering toon nie. (4) [5] 7

8 VRAAG 6 6. Wat is die verwantskap tussen die potensiaalverskil oor ʼn weerstand en die stroom deur die weerstand? (2) 6.2 A R Nasienriglyne Komponente behalwe voltmeter wat in serie verbind is. Voltmeter in parallel oor R. Alle simbole korrek. V otensiaalverskil (V ) () Stroom (I) () Temperatuur van die vaste weerstand. () 6.4 Neem lesings gou/ laat tyd toe tussen die lesings sodat die weerstand afkoel. () otensiaalverskil /V Stroom /A 0 0,29 0,6 0,9,22,48 Alle waardes korrek in pare 8

9 Grafiek grafiek van van potensiaalverskil teenoor teenoor stroom stroom onder onder gekontroleerde omstandighede 5 potensiaalverskil/v ,2 0,4 0,6 0,8,2,4,6 Stroom/A stroom /A Nasienriglyne Asse benoem Skaal op beide asse korrek Ten minste drie punte geplot Reguit lyn gaan deur die oorsprong (4) Die stroom deur die weerstand is direk eweredig aan die potensiaalverskil oor die weerstand indien die temperatuur van die weerstand konstant gehou word. (2) Indien V teenoor I soos hierbo getrek is, stel die gradiënt die grootte van die weerstand van die resistor voor. - Indien I teenoor V geplot word, sal die gradiënt die omgekeerde van die weerstand van die resistor voorstel. () [9] 9

10 VRAAG 7 7. V Rext = (V = eksterne potensiaalverskil) I 2 =,2 = 0 W 7.2 Opsie Opsie 2 R // Opsie 3 R// = R 4 = + 4x = 2,4 W R 6 R = RT - R// = 0-2,4 = 7,6 W R // V// R 4 = + = R// I R// = =2,4 x,2 =2,88 W = 2,4 W VR = 2 2,88 = 9,2 V R = R 9,2 = I, 2 = 7,6 W R 6 4x e = I(Rext + r) =,2 (2,4 + R,5 ) 3,8 =,2R + 4,68 R = 7,6 W (4) 0

11 7.3 Opsie Opsie 2 Vr = Ir =,2x,5 =,8 V \ emf = VT + Vr = 2 +,8 = 3,8 V V// = IR// = (,2)(2,4) = 2,88 V VR = IR = (,2)(7,6) = 9,2 V Vr =,8 V emf = V// + VR + Vr = 2,88 + 9,2 +,88 = 3,8 V (max = 3 marks) 7.4 Toeneem () 7.5 Totale weerstand verminder Stroom vermeerder (2) [3]

12 VRAAG 8 8. GS (generator) () 8.2 splitring kommutator () 8.3 a na b () 8.4 wgk stroom is daardie ws wat dieselfde effek sal hê as die ekwivalente gs OF V max (Irms = ) 2 (2) 8.5 V Vrms = max 8 = = 5,657 V 2 2 V rms Irms = R 5,657 = 5 =,3 A (4) 8.6. emaks 0 tyd/tye Nasienriglyne - Begin op maks. - Alle kwarte is positief - siklus Nee () Geïnduseerde emk stuur stroom deur die geleiers sodat die emk en die stroom in fase is daarom is die vorms van die grafieke dieselfde. (2) [5] 2

13 VRAAG 9 9. Die foto-elektriese effek is ʼn verskynsel waarby elektrone vrygestel word vanaf ʼn metaal se oppervlakte wanneer lig (EM bestraling) met ʼn frekwensie gelyk of groter as die drumpelfrekwensie van die metaal is waarop dit geskyn word. (2) 9.2 Werksfunksie is die minimum energie wat ʼn elektron in die metaal benodig om die elektrone uit die metaaloppervlakte vry te stel. (2) 9.3 c E = hfo = h l o 8 = 6,63 x x0 x x0 = 3,35 x 0-9 J (4) 9.4 Ja () 9.5 Frekwensie van blou lig is baie hoër as die van oranje lig wat maak dat blou lig se fotone meer as genoeg energie dra om foto-elektrone uit die oppervlakte van die metaal vry te stel. OF Aangesien W0 konstant is word addisionele energie oorgedra aan die foto-elektrone as kinetiese energie. Daarom sal die ammeter ʼn lesing gee. (2) [] TOTAAL: 50 3