Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2004-II

Transcriptie

1 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II 4 Beoordelingsmodel Opgave Nachtlenzen voorbeeld van een antwoord: Voor de breking van de lichtstralen geldt: sin i n sin r, waarin i 5 en n,4. sin5 0,574 Hieruit volgt dat sin r 0,48, dus r 5., 4, 4 hoornvlies 5 lucht oogbal 5 gebruik van sin i n sin r berekenen van r tekenen van de gebroken lichtstralen en hun snijpunt (de afstand van het snijpunt tot het hoornvlies is ongeveer 0,5 cm (met een marge van,5 cm)) Bij het drukken van het examen kunnen kleine afwijkingen ontstaan in de afmetingen van figuren. Om die reden is niet de bovengenoemde meetwaarde maatgevend maar die van de examinator zelf. Daarbij moet wel de genoemde marge in acht worden genomen. Maximumscore voorbeeld van een antwoord: Door de ooglens zal de lichtbundel meer geconvergeerd worden. Het snijpunt van de lichtstralen verschuift daardoor naar het hoornvlies toe. inzicht dat de lichtbundel door de ooglens meer geconvergeerd wordt conclusie dat het snijpunt van de lichtstralen naar het hoornvlies toe verschuift Een antwoord zonder uitleg: 0 punten. www. - -

2 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II Maximumscore voorbeeld van een antwoord: De brekingsindex van het hoornvlies verandert. De brekingsindex is een stofeigenschap (en verandert dus niet door vervorming). inzicht dat de brekingsindex van het hoornvlies niet kan veranderen inzicht dat de brekingsindex een stofeigenschap is 4 uitkomst: S ( ),6 dioptrie of ( ),7 dioptrie De normale sterkte van de hoornvlieslens is, 4 7,87 (dioptrie).,4 0,0067 De sterkte van de hoornvlieslens na het dragen van de nachtlens is, 4 6,4 (dioptrie).,4 0,0070 Hieruit volgt dat S 7,87 6,4 ( ),6 dioptrie. omrekenen van mm naar m berekenen van de normale sterkte van het hoornvlies berekenen van de sterkte van de hoornvlieslens na het dragen van de nachtlens completeren van de berekening www. - -

3 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II Opgave Caravan Maximumscore 5 5 uitkomst: m,90 kg voorbeeld van een bepaling: 6,9. 0 N Z S r z r u In de figuur is de arm r z van de zwaartekracht,7 cm en de arm r u van de veerunster 6,9 cm. In deze situatie geldt: F z r z F u r u, waarin Fu 6,90 N. Hieruit volgt dat Uit Fz mg volgt dan dat ru Fz Fu r, 7 z 6,9 6,90,800 N. Fz,800 m,90 kg. g 9,8 tekenen van r z en r u opmeten van r z en r u (elk met een marge van 0, cm) inzicht dat Fzrz Furu gebruik van mg Fz completeren van de berekening en Bij het drukken van het examen kunnen kleine afwijkingen ontstaan in de afmetingen van figuren. Om die reden zijn niet de bovengenoemde meetwaarden maatgevend maar die van de examinator zelf. Daarbij moeten wel de genoemde marges in acht worden genomen. Als slechts één van de armen is getekend en opgemeten: één van de eerste twee deelscores toekennen. www. - -

4 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II 6 voorbeelden van een antwoord: methode Omdat de zwaartekracht op de beladen caravan groter is dan de zwaartekracht op de lege caravan en het moment van de zwaartekracht even groot moet blijven, moet de arm van de zwaartekracht bij de beladen caravan kleiner zijn dan bij de lege caravan. Dus de buurman heeft gelijk. constatering dat de zwaartekracht op de beladen caravan groter is dan de zwaartekracht op de lege caravan inzicht dat het moment van de zwaartekracht even groot moet blijven conclusie dat de arm van de zwaartekracht bij de beladen caravan kleiner moet zijn dan bij de lege caravan en dat de buurman dus gelijk heeft methode Het moment van de zwaartekracht moet even groot blijven. Dan moet men er voor zorgen dat het zwaartepunt van de lading boven de as van de caravan ligt. In dat geval ligt het zwaartepunt van de beladen caravan dichter bij S dan het zwaartepunt van de lege caravan, dus de buurman heeft gelijk. inzicht dat het moment van de zwaartekracht even groot moet blijven inzicht dat dan het zwaartepunt van de lading boven de as van de caravan moet liggen conclusie dat dan het zwaartepunt van de beladen caravan dichter bij S ligt dan het zwaartepunt van de lege caravan en dat de buurman dus gelijk heeft 7 uitkomst: F 6, 0 N De resulterende kracht F r in horizontale richting op de caravan is gelijk aan ma, waarin m 8, 0 0 kg en a 0,6 m/s. Hieruit volgt dat Fr 8,00 0,6 496 N. Voor de kracht F die de auto in horizontale richting op de caravan uitoefent, geldt: F r F F w, waarin Fw, 0 N. Dus F Fr Fw 496, 0 6,0 N. inzicht dat de resulterende kracht F r in horizontale richting op de caravan gelijk is aan de massa van de caravan maal de versnelling inzicht dat Fr F Fw completeren van de berekening www

5 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II 8 uitkomst: Het verschil in remweg is m (met een marge van m). voorbeelden van een bepaling: methode De remweg van de auto is gelijk aan de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek. Deze oppervlakte is gelijk aan basis hoogte. De remweg van de auto zonder caravan is 80 5, 0 55, 6 m., 6 De remweg van de auto met caravan is 80 8, 0 88,9 m., 6 Het verschil in remweg is dus 88,9 55,6 m. inzicht dat de remweg van de auto gelijk is aan de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek inzicht dat de oppervlakte gelijk is aan basishoogte bepalen van de twee remwegen completeren van de bepaling methode De remweg van de auto is gelijk aan de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek. Bij de auto zonder caravan is het aantal hokjes onder de grafiek ongeveer gelijk aan 0. Bij de auto met caravan is het aantal hokjes onder de grafiek ongeveer gelijk aan. De oppervlakte van één hokje correspondeert met een afstand van 0,78 m., 6 Het verschil in remweg is dus,78 m. inzicht dat de afstand die de auto aflegt gelijk is aan de oppervlakte onder de (v,t)-grafiek bepalen van het aantal hokjes onder de grafiek inzicht dat de oppervlakte van één hokje correspondeert met een afstand van,78 m completeren van de bepaling Opgave ISS 9 uitkomst: T 5,550 s Voor een cirkelbaan met constante snelheid geldt: waarin v 7,67 0 m/s en v r 6,7780 Hieruit volgt dat T 5,550 s. v 7,670 r, T 6 6 r R aarde , ,7780 m. 6 r gebruik van v T opzoeken van Raarde berekenen van r completeren van de berekening www

6 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II 0 uitkomst: A,0 m Per m zonnecel wordt 0,5,4 0,50 kw elektrisch vermogen geleverd. De (minimale) grootte van het oppervlak van de zonnepanelen moet dan zijn: 0 A,0 m. 0,50 berekenen van het elektrisch vermogen dat m zonnecel levert (of het op te vangen stralingsvermogen) inzicht dat de (minimale) grootte van het oppervlak van de zonnepanelen gelijk is aan het elektrisch vermogen het elektrisch vermogen per m zonnecel completeren van de berekening Maximumscore voorbeeld van een antwoord: Om de baansnelheid constant te houden, moet de resulterende kracht (in de bewegingsrichting) nul zijn. De voortstuwingskracht moet dus even groot zijn als (en tegengesteld aan) de wrijvingskracht. inzicht dat de resulterende kracht (in de bewegingsrichting) nul moet zijn om de baansnelheid constant te houden conclusie voorbeeld van een antwoord: Voor de weerstand van de kabel geldt: R, A waarin R 45, de soortelijke weerstand van het materiaal, 00 m en 6 A 6,00 m. 6 RA 456,00 9 Hieruit volgt dat 70 ( m). 00 Het materiaal moet dan aluminium zijn. gebruik van R A omrekenen van km naar m en van mm naar m completeren van de berekening conclusie www

7 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II uitkomst: I 5,9 A Voor de lorentzkracht geldt: FL BI, waarin FL 0,50 N, Hieruit volgt dat gebruik van FL 6 B 8,5 0 T en 00 m. FL 0,50 I 5,9 A. B 6 8, BI omrekenen van km naar m en van µt naar T completeren van de berekening Opgave 4 Radioactief afval 4 uitkomst: Er zijn 65 vaten nodig. Voor het volume V van de lege ruimte in een Castorvat geldt: waarin r,440,48 0,74 m en h 5,450,48 4,49m. Hieruit volgt dat V (0,74) 4,49 7,7 m. Er zijn vaten nodig. V 7,7 V r h, inzicht dat V r h berekenen van r en h inzicht dat het aantal vaten gelijk is aan 500 V completeren van de berekening De uitkomst met decimaal gegeven: geen aftrek. 5 uitkomst: h 796 m voorbeelden van een berekening: methode Er geldt: mgh mv, waarin ( m 040 kg,) Hieruit volgt dat inzicht dat g 9,8 m/s en v (5) h 796 m. g 9,8 450 v 5 m/s.,6 mgh mv omrekenen van km/h in m/s completeren van de berekening www

8 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II methode Voor de hoogte geldt: waarin g 9,8 m/s. h gt, 450, 6 Met v gt is t te berekenen: t,74 s. 9,8 Hieruit volgt dat h 9,8 (,74) 796 m. gebruik van s at omrekenen van km/h naar m/s berekenen van t completeren van de berekening 6 voorbeeld van een antwoord: De halveringsdikte van ijzer (dus die van staal) voor -straling van,0 MeV is,0 cm. De wanddikte is dus 48 4 halveringsdiktes.,0 4 6 Dat betekent dat maar 00% 6,00 % van de -straling wordt doorgelaten. (Dat betekent inderdaad dat meer dan 99,99% wordt tegengehouden.) opzoeken van de halveringsdikte inzicht dat de wanddikte 48 4 halveringsdiktes is,0 berekenen van het percentage -straling dat wordt doorgelaten consistente conclusie 7 antwoord: Cm Ce + Sr + 4 n massagetal atoomnummer consequent symbool www

9 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II 6 8 uitkomst: m 8, 4 0 kg Voor de massavermindering geldt: E mc. Per seconde neemt de massa van het radioactieve materiaal in een vat af met E 40,670 kg. 8 c (,0 0 ) 6 In een jaar is dat ,67 0 8,40 kg. gebruik van E mc berekenen van de massavermindering per seconde of de stralingsenergie per jaar completeren van de berekening 9 voorbeeld van een antwoord: Het dosisequivalent dat de werknemer in dat jaar heeft ontvangen is: H 5,0 00,90 9,0 Sv = 9,mSv. Hij mag in een jaar 0 msv ontvangen. De stralingsbeschermingsnorm is voor hem dus niet overschreden. inzicht dat de dosisequivalenten ten gevolge van -straling en neutronen moeten worden opgeteld berekenen van het dosisequivalent (in Sv of msv) dat de werknemer in een jaar ontvangt opzoeken van de norm consistente conclusie Opgave 5 LED s 0 uitkomst: Het aantal LED s dat nodig is, is gelijk aan 8. Voor het vermogen van één LED geldt: P UI, waarin U,4 V en I 0,060 A. Hieruit volgt dat het vermogen van één LED gelijk is aan,40,060 0,44 W. het totale vermogen Het aantal LED s dat nodig is, is gelijk aan 8. het vermogen van een LED 0,44 berekenen van het vermogen van één LED het totale vermogen inzicht dat het aantal LED s dat nodig is, gelijk is aan het vermogen van een LED completeren van de berekening Voor de uitkomsten 8, en 84: geen aftrek. www

10 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II uitkomst: 8,% (of 0,08) P Voor het rendement geldt: P waarin nuttig nuttig P, 0 W en Pin W. Hieruit volgt dat in, 0 00% 8,%. 00%, Pnuttig gebruik van 00% P in inzicht dat Pnuttig, 0 W en Pin W completeren van de berekening Als is geantwoord dat het rendement 0%, ( 00%) is: maximaal punt. voorbeeld van een antwoord: Bij de LED s is de omzetting van elektrische energie in licht rendabeler dan bij de gloeilamp. Bij de LED s is dat 0% ( 0 deel), bij de gloeilamp 5% ( 0 deel). Bij de LED s wordt in de lens naar verhouding minder warmte geproduceerd dan in het rode filter en de lens bij de gloeilamp. Bij de LED s is dat 7% ( deel), bij de gloeilamp 6 80% ( 4 5 deel). constatering dat bij de LED s de omzetting van elektrische energie in licht rendabeler is dan bij de gloeilamp verantwoording met getallen constatering dat bij de LED s in de lens naar verhouding minder warmte geproduceerd wordt dan in het rode filter en de lens bij de gloeilamp verantwoording met getallen Een antwoord in de trant van Bij een gloeilamp wordt meer warmte geproduceerd (99 W van de 00 W) dan bij een LED ( W van de W) : punten. Opgave 6 Verkeerslichten voorbeeld van een antwoord: Als er geen auto nadert, is S laag en de uitgang van de invertor dus hoog. Omdat S hoog is, zijn beide ingangen van de EN-poort hoog en is dus ook de uitgang hoog. Hierdoor wordt de uitgang van de geheugencel hoog en springt het licht voor de voetgangers op groen en dat voor de auto s op rood. (De invertors vóór het rode licht van de voetgangers en het groene licht voor de auto s zorgen ervoor dat deze lichten uitgaan.) inzicht dat de uitgang van de invertor hoog is als er geen auto nadert inzicht in de werking van de EN-poort constatering dat de uitgang van de geheugencel hoog wordt www

11 Eindexamen natuurkunde - havo 004-II 4 voorbeeld van een antwoord: auto rood s lus knop s invertor & EN-poort s s M r geheugencel invertor invertor groen voetganger rood,0 Hz telpulsen aan/uit reset groen teller uitgang gebruikt de uitgang van de geheugencel verbonden met de aan/uit van de teller de uitgang van de teller verbonden met de reset van de geheugencel de uitgang van de teller verbonden met de reset van de teller Maximumscore 5 voorbeelden van nadelen: Het voetgangerslicht springt niet op groen zolang er auto s naderen/passeren (dus bij druk autoverkeer is oversteken onmogelijk). Als het voetgangerslicht op rood springt, springt het licht voor de auto s meteen op groen (dus een voetganger die tegen het einde van de periode van 6 s wil oversteken, loopt gevaar). Als een voetganger op de knop drukt terwijl een auto nadert, heeft zijn handeling geen gevolg (dus moet hij later opnieuw drukken). per juist nadeel www. - -