natuurkunde havo 2017-II

Transcriptie

1 Aan het juiste antwoord op een meerkeuzevraag wordt scorepunt toegekend. Panfluit maximumscore In de buis bevinden zich longitudinale geluidsgolven met verschillende frequenties. Er treedt resonantie op zodra de golflengte van een golf in verhouding is met de lengte van de luchtkolom in de buis. indien drie antwoorden juist indien twee antwoorden juist indien één of geen antwoord juist 0 maximumscore inzicht dat λ past bij de grondtoon inzicht dat zich in het midden van de buis een knoop bevindt Opmerking Wanneer een kandidaat een golfpatroon tekent: dit niet aanrekenen.

2 maximumscore 4 uitkomst: f = 4,7 0 Hz voorbeeld van een berekening: Voor de lengte van de luchtkolom in de buis geldt: = 8,8,0 = 7,8 cm. Dit invullen in de gegeven formule levert: λ = 0,78+ 0,,8 0 λ = 0,74 m 4 Voor de frequentie geldt dan: v 4 v= fλ f = = = 4,7 0 Hz. λ 0,74 inzicht dat geldt l = 8,8 cm,0 cm gebruik van λ = + 0, d met l en d in m 4 gebruik van v= fλ met v = 4 m s completeren van de berekening Opmerking Fouten in significantie niet aanrekenen. 4 maximumscore uitkomst: f = 5,0 0 Hz (met een marge van 0, 0 Hz) voorbeeld van een bepaling: methode Er worden 0 trillingen geproduceerd in,0 0 s,,0 0 dus T = =,0 0 s. 0 Voor de frequentie geldt: f = = = 5,0 0 Hz. T,0 0 inzicht dat geldt benodigde tijd T = aantal trillingen en f = T completeren van de bepaling of

3 methode Uit de figuur is af te lezen dat er 0 trillingen worden geproduceerd in 0,0 0 s, dus f = = 5,0 0 Hz.,0 0 s inzicht dat geldt aantal trillingen f = benodigde tijd completeren van de bepaling 5 maximumscore 4 voorbeelden van antwoorden: Als de temperatuur stijgt, neemt de geluidssnelheid toe. Bij gelijkblijvende golflengte wordt de frequentie dan hoger. (Dus dat kan een oorzaak zijn.) inzicht dat de geluidssnelheid toeneemt bij stijgende temperatuur inzicht dat bij gelijkblijvende golflengte de frequentie dan stijgt Om bij een constante geluidssnelheid de frequentie lager te krijgen moet λ groter worden. (De luchtkolom moet langer worden.) De kurk moet dus minder diep in de buis steken. consequent inzicht voor het veranderen van λ consequente conclusie Stretchsensor 6 maximumscore gebied elastische vervorming I X II III plastische vervorming X X geen vervorming indien drie gebieden juist indien twee gebieden juist indien één of geen gebied juist 0

4 7 maximumscore 4 uitkomst: E =, 6 0 N m (met een marge van 4 0, 0 N m ) voorbeeld van een bepaling: De elasticiteitsmodulus is de steilheid van de grafiek tot een relatieve rek van 0,40, dus: 6, E σ = = =, 6 0 N m. ε 0, 40 gebruik van E = σ ε inzicht dat de grafiek in gebied I gebruikt moet worden completeren van de bepaling Opmerking Als niet is voldaan aan de tweede deelscore: laatste deelscore voor completeren ook niet toekennen. 8 maximumscore uitkomst: F = 5,8 0 N voorbeeld van een bepaling: F 6 σ = F = σa=, 0,8 0 = 5,8 0 N A F gebruik van σ = A bepalen van σ bij ε = 0,0 met een marge van 0, kn m completeren van de bepaling 9 maximumscore De spanning over ab neemt toe als R uitrekt. De spanning over bc neemt af als R uitrekt. De spanning over ac blijft gelijk als R uitrekt. de spanning over ab en bc juist de spanning over ac juist 4

5 0 maximumscore 4 uitkomst: P max =, 0 W voorbeeld van een berekening: Voor het maximale vermogen geldt: P max = UI max. Voor de stroom in de schakeling geldt U I =, dus de stroom is R totaal maximaal als de waarde voor R totaal minimaal is. Hieruit volgt: Rtotaal = Rmin + R =, ,6 0 = 6,6 0 Ω. U Imax = = =,8 0 A. R 6,6 0 totaal Pmax = UImax =,8 0 =, 0 W. gebruik van R totaal = R + R inzicht dat de minimale waarde voor R gebruikt moet worden gebruik van P = UI en U = IR completeren van de berekening maximumscore uitkomst: t =, (h) B voorbeeld van een berekening: P 9 Voor de stroomsterkte door het pak geldt: I = = =, 58 A. U Voor de tijd die het pak dan kan werken, geldt: capaciteit,0 t =, ( h ). I =, 58 = gebruik van P = UI capaciteit inzicht dat geldt t = I completeren van de berekening 5

6 Powerskips maximumscore 5 uitkomst: F v =, 0 N 4 A voorbeeld van een bepaling: De normaalkracht op één Powerskip is de helft van de totale zwaartekracht: F = F = mg = 65 9,8 = 9 N. n z In deze situatie geldt: Fr n n 9 4 Fr = Fr Fv= = =, 0 N. r 6 v inzicht dat geldt F = mg n gebruik van F r = F r bepalen van r n = 4 mm (met een marge van mm) bepalen van r v = 6 mm (met een marge van mm) completeren van de bepaling 5 maximumscore uitkomst: F = 4,4 0 N res voorbeeld van een antwoord: Op,5 s geldt: F res = ma. v 0 a = = = 67ms Fres = ma = 65 67= 4,4 0 N. t 0,5 bepalen van a (met een marge van 5 ms ) gebruik F res = ma completeren van de bepaling 6 maximumscore voorbeeld van een antwoord: [ ] [ ][ ] E = C u J= Nm m = Nm. (Deze twee eenheden zijn gelijk aan elkaar.) invullen van juiste eenheden voor E, C en u inzicht dat geldt J = N m 6

7 7 maximumscore uitkomst: u = 0, m voorbeelden van een bepaling: methode Er geldt: mv veer = k = =. E E Cu mv u Invullen met v = v max = 4,65 m s levert: C 65 4,65 u = = 0, m. 5, 0 0 gebruik E veer = E k aflezen v max = 4,65 m s (met een marge van 0,0 m s ) completeren van de bepaling of methode Er geldt: mgh Eveer = Ez Cu = mgh u =. C Invullen met h = h max =, m uit de grafiek levert: 65 9,8, u = = 5 0, m., 0 0 gebruik E veer = E z bepalen van h max =, m (met een marge van 0, m) completeren van de bepaling Opmerking Als de kandidaat het volledige hoogteverschil heeft bepaald tussen twee keerpunten, dit niet aanrekenen. 7

8 8 maximumscore voorbeelden van een schatting: methode Uit de foto kan geschat worden dat de spronghoogte gelijk is aan h =,5 m. Er geldt dan: Eveer = Ez = mgh= 75 9,8,5 =, 0 J. Dit is minder dan de, 8 0 J die in het veersysteem kan worden opgeslagen. schatten van h =,5 m (met een marge van 0,5 m) inzicht dat E veer = E z = mgh completeren van de bepaling en consequente conclusie of methode Voor de maximale spronghoogte geldt: E = E,8 0 = mgh,8 0 = 75 9,8 h h =,4 m. veer z max max max Uit de foto kan geschat worden dat spronghoogte h =,5 m. Dit is minder hoog dan de maximale spronghoogte, dus er is minder dan, 8 0 J in het veersysteem opgeslagen. inzicht dat E veer = E z = mgh max schatten van h =,5 m (met een marge van 0,5 m) completeren van de bepaling en consequente conclusie Opmerking Wanneer de kandidaat in methode de hoogte impliciet schat door te stellen dat de sprong op de foto (veel) lager is dan,4 m: dit goed rekenen. 8

9 Dateren met Rb en Sr 9 A 0 maximumscore 4 voorbeeld van een berekening: De atoommassa van Rb-87 is 86,9, =, kg. Er geldt dus voor het aantal kernen N: Uit de gegeven formule volgt dan: 0,69 N 0,69 6,9 0 8 A= t = =,55 0 s. t, 09 Dit komt overeen met 8 8 6, N = = 6,9 0. 5,44 0, = 4,9 0 (jaar) gebruik van de atoommassa van Rb-87 gebruik van een correcte waarde voor de omrekening van u naar kg 0,69 N gebruik van A = t completeren van de berekening Opmerkingen Als de kandidaat de waarde 87 gebruikt als atoommassa: dit niet aanrekenen. Onder correcte waarde wordt verstaan: de waarde uit een tabellenboek. maximumscore antwoord: t = 4, jaar voorbeeld van een bepaling: 8 8 7,95 0 6,905 0 De steilheid van de grafiek is 0, ,5 0 Er geldt: 0 0,69 t steilheid t 0,064 4,9 0 9 steilheid = t 4,6 0 jaar. t 0, 69 0, 69 bepalen van de steilheid (met een marge van 0,004) gebruik van steilheid = 0,69 t t completeren van de bepaling maximumscore (pijl) A 9

10 Meteoriet van Tsjeljabinsk maximumscore antwoord: v a =,0 0 4 m s voorbeeld van een berekening: Voor de baansnelheid van de aarde geldt: πrbaan π, va = = =, 0 0 m s. T πr gebruik van v = T opzoeken van een correcte waarde voor r baan completeren van de berekening Opmerkingen Onder correcte waarde wordt verstaan: de waarde uit een tabellenboek. Fouten in de significantie vallen onder de derde deelscore. 4 maximumscore voorbeeld van een antwoord: De snelheidsvector v m kan ontbonden worden in een vector v mx parallel aan de snelheidsvector van de aarde en een vector v my loodrecht daarop. De snelheid v mx is (ongeveer) even groot als de snelheid van de aarde. De meteoriet leek dus op de aarde af te komen met een snelheid v my vanuit de richting van de zon. ontbinden van vector v m in de gegeven richtingen conclusie dat component v mx (ongeveer) even groot is als v a en de meteoriet met snelheid v my vanuit de zon lijkt te komen 5 D 0

11 6 maximumscore voorbeeld van een bepaling: Het spoor op de foto is 4, cm lang. Uit de schaal op de foto blijkt dat,6 cm op de foto overeenkomt met 00 km in werkelijkheid. In werkelijkheid is het spoor dus 4, km, 6 = lang. Voor de snelheid v geldt dus: 5 s,56 0 v = = = 0 0 ms. t opmeten van het spoor (met een marge van 0, cm) gebruik van s = vt toepassen van de schaalfactor met een marge van 0, cm en completeren van de bepaling 7 maximumscore 4 antwoord: E = 4 0 kiloton TNT voorbeeld van een berekening: Voor de kinetische energie van de meteoriet geldt: E = mv = (0 0 ) =,8 0 J. k Omgerekend is dat gebruik van, 8 0 4, 0 5 = 4 0 kiloton TNT. E = mv inzicht dat ton = 0 kg Ek inzicht dat geldt dat aantal kiloton TNT = 4, 0 completeren van de berekening

12 8 maximumscore 4 voorbeeld van een antwoord: Op de foto is een mens cm lang. In werkelijkheid is die lengte ongeveer,8 m. Hieruit volgt dat cm overeenkomt met 0,5 m. Het volume van de meteoriet kan daarmee geschat worden op 0,6 = 0, m m 6 0. Uit de dichtheid volgt dan: ρ = = =,7 0 kg m. V 0, Dit ligt niet in de buurt van de dichtheid van ijzer (= 7,9 0 kg m ), dus het is geen ijzermeteoriet. beredeneerd schatten van het volume van de meteoriet tussen 0,5 en 0,40 m m gebruik van ρ = V (impliciet) opzoeken van ρ ijzer completeren en consequente conclusie