natuurkunde havo 2016-II

Transcriptie

1 natuurkunde havo 206-II Aan het juiste antwoord op een meerkeuzevraag wordt scorepunt toegekend. Sluis van Fankel maximumscore 2 uitkomst: 9,6 (minuten) voorbeeld van een bepaling: Op de heenweg ligt het schip stil tussen t = 0,2 h en t = 0,28 h. Dit is 0,28 0,2 = 0,6 h = 0,6 60 = 9,6 minuten. aflezen van tijdsduur waarop het schip stilligt completeren van de bepaling Als het antwoord is afgerond op 0 minuten: maximaal scorepunt. 2 maximumscore uitkomst: 0 km voorbeeld van een bepaling: De afstand tussen Beilstein en Cochem is te bepalen als de oppervlakte onder het (v,t)-diagram. Oppervlakte = ( v t) + ( v t2) = (,4 0,67) + (,4 0,25) = 7,64 + 2,85 = 0,49 km = 0km. inzicht dat de afstand bepaald kan worden als de oppervlakte onder het (v,t)-diagram aflezen van de snelheid van het schip (met een marge van 0, km h ) completeren van de bepaling Als het antwoord is afgerond op km: goed rekenen.

2 natuurkunde havo 206-II maximumscore uitkomst:,4 km h (met een marge van 0, km h ) voorbeeld van een bepaling: Op de heenweg is de snelheid van het schip ten opzichte van het water 4,2 km h, op de terugweg is die snelheid,4 km h. Op de heenweg is de snelheid van het schip groter, dus de richting van de stroomsnelheid van de rivier is gelijk aan de richting van de snelheid van het schip. Er geldt v schip tov water = v schip + v water. Op de terugweg is die stroomsnelheid tegengesteld aan de snelheid van het schip. Er geldt vschip tov water = vschip vwater. Hieruit volgt dat vschip tov water = 2 vwater. Invullen geeft (4, 2, 4) = 2,8 = 2 vwater zodat v water =,4kmh. bepalen van de snelheid van het schip op de heenreis en op de terugreis inzicht dat vschip tov water = 2 vwater completeren van de bepaling 4 maximumscore uitkomst: 0,2 m s (met een marge van 0,02 m s ) 5 C voorbeeld van een bepaling: De maximale stijgsnelheid van het water in de sluis is te bepalen als de maximale helling van de raaklijn aan het (h,t)-diagram. h 0 Voor deze raaklijn geldt: vmax = = = 0,2 ms. t 85 h gebruik van v = t raaklijn bepalen van h en t bij een raaklijn met maximale helling completeren van de bepaling 2

3 natuurkunde havo 206-II 6 maximumscore 4 uitkomst: 0,60 of 60% Er valt per seconde 400 m water 7,0 m omlaag. Het vermogen hiervan is: Ez mgh ρvgh 7 P = = = = 0, ,8 7,0 = 2,74 0 W. t t t De stuw levert 6,4 MW aan elektrisch vermogen. Het rendement van de 6 Pel 6,4 0 stuw is dan: η = = = 0,599 = 0,60 = 60%. 7 P 2,74 0 Ez gebruik van P = t gebruik van m= ρv Pel gebruik van η = P completeren van de berekening Als met een dichtheid 7 maximumscore 4 uitkomst: 2,0 0 4 (huishoudens),0 0 kg m gerekend is: geen aftrek. Als er 209 m water door de stuw stroomt, is het elektrisch vermogen: 209 6,4 8,57 MW. 400 = De jaarlijkse energieopbrengst van de stuw is dan: 7 E jaar = 8, = 7,5 0 kwh. Het energiegebruik van een gemiddeld huishouden is 750 kwh, dus er 7 7,5 0 4 kunnen = 2,0 0 huishoudens van energie worden voorzien. 750 berekenen van elektrisch vermogen bij 209 m water inzicht dat jaar (kwh) (kw) Ejaar inzicht dat aantal huishoudens = (kwh) 750kWh completeren van de berekening

4 natuurkunde havo 206-II Wieg 8 maximumscore 2 2 uitkomst: u = 9, 2 0 m Als de wieg stil hangt, geldt: F veer = F z. Hierin is Fz Invullen geeft: 2,2 9,8=, 0 u. 2, 2 9,8 2 Hieruit volgt dat: 9, 2 0 u = = m., 0 = mg en Fveer = Cu. gebruik van Fveer = Cu met Fveer = Fz completeren van de berekening 4

5 natuurkunde havo 206-II 9 maximumscore uitkomst: 74 N (met een marge van 0 N) voorbeeld van een bepaling: tekenen van Fz construeren van de spankrachten completeren van de bepaling 5

6 natuurkunde havo 206-II 0 maximumscore uitkomst: f =, 5 Hz Voor de trillingstijd van de wieg geldt: Hierin is m totaal = 2,2+,2= 5,4kg en mtotaal T = 2π. C C =, 0 N m. 5, 4 Invullen geeft: T = 2π = 0,684= 6,8 0 s., 0 Hieruit volgt voor de frequentie: f =, 47, 5 Hz. T = 0,68 = = m gebruik van T = 2π C inzicht dat m totaal = 2,2+,2= 5,4kg completeren van de berekening maximumscore voorbeeld van een antwoord: Marloes moet de tijd tussen twee of meer hartslagen bepalen om de periode T van het hart te bepalen. Op het cardiogram staat een schaal die aangeeft met hoeveel seconde een schaaldeel (of hokje) overeenkomt, zodat ze T kan berekenen. Daarna moet zij nog berekenen hoeveel slagen er in één minuut plaatsvinden. inzicht in het bepalen van de periode van het hart noemen van de schaal 60 inzicht dat hartslag = of 60 f T Als de hartslag uitsluitend met een berekening bepaald is volgens bovenstaande methode: goed rekenen. 2 maximumscore 2 Marloes kan de massa van de wieg groter maken Zij kan voor een veer kiezen met een kleinere veerconstante 6

7 natuurkunde havo 206-II Bliksem maximumscore 2 voorbeeld van een antwoord: 8 De lichtsnelheid (, 0 0 m s ) is veel groter dan de geluidssnelheid. De geluidssnelheid in lucht is ongeveer 4 m s. In drie seconden legt het geluid dan 4 = 029 m km af. (De tijd die het licht nodig heeft om die afstand af te leggen, is te verwaarlozen.) noemen dat de lichtsnelheid veel groter is dan de geluidssnelheid x gebruik van vgeluid = en completeren van het antwoord t Voor de geluidssnelheid mag een waarde gebruikt worden die ligt tussen 20 ms en 50 ms. 4 maximumscore 4 voorbeeld van een antwoord: Bij de verbranding van m 6 (Gronings) aardgas komt 2 0 J vrij. Voor de energie van de blikseminslag geldt: E inslag = Pt, waarin Dus 6 P = UI = 6, =,8 0 W en t = 50 0 s. E inslag =, = 9,0 0 J. Dat is inderdaad minder dan de stookwaarde van m aardgas. opzoeken van de stookwaarde van (Gronings) aardgas gebruik van E = Pt gebruik van P = UI completeren van de berekening en consequente conclusie 5 maximumscore voorbeeld van een antwoord: De soortelijke weerstand van aluminium is groter dan die van koper. De weerstand van een aluminiumdraad is dan groter dan die van een koperdraad met dezelfde afmetingen. Bij gelijke stroomsterkte is de spanning over de aluminiumdraad groter (want U = IR ) dan over de koperdraad, zodat de warmteontwikkeling per seconde ( P = UI ) in de aluminiumdraad groter is dan in de koperdraad. noemen dat de soortelijke weerstand van aluminium groter is dan die van koper inzicht dat bij gelijke stroomsterkte de spanning over de draad groter is inzicht dat daaruit volgt dat Paluminium > Pkoper 7

8 natuurkunde havo 206-II 6 maximumscore voorbeeld van een antwoord: soort straling halveringstijd ioniserend vermogen Ra-226 α, γ,60 0 y Co-60 hoog β, γ 5, 27 y laag Ra-226 zou de beste keuze geweest zijn, omdat deze bron lang meegaat en het ioniserend vermogen van de straling hoog is. opzoeken van de soorten straling van Ra-226 en van Co-60 opzoeken van de halveringstijden van Ra-226 en van Co-60 consequente keuze voor toegepaste bron en toelichting 7 maximumscore antwoord: Am Np + He + γ of Am Np + α + γ het α-deeltje en het 0 0γ rechts van de pijl Np als vervalproduct (mits verkregen via kloppende atoomnummers) het aantal nucleonen links en rechts gelijk 8 maximumscore uitkomst: 285 De dosislimiet voor een monteur is 20 msv per jaar (Binas tabel 27D2) Hij mag maximaal = 285 bliksemafleiders per jaar verwijderen opzoeken van de dosislimiet 20 msv (of eventueel 500 msv) dosislimiet inzicht dat het aantal bliksemafleiders gelijk is aan completeren van de berekening De uitkomst 286 bliksemafleiders: goed rekenen. 8

9 natuurkunde havo 206-II Aerogel 9 maximumscore uitkomst: 70 kg Het volume van een gipsplaat is dichtheid van gips is V =,0,0 0,00 = 0,00 m. De m= ρv = 2,2 0 0,00 = 70kg. 2,2 0 kg m. De gipsplaat heeft een massa van berekenen van het volume van een gipsplaat m gebruik van ρ = met ρ = 2,2 0 kg m V completeren van de berekening 20 maximumscore uitkomst: 4,7 0 W T Voor de warmtestroom geldt: P= λ A. Hierin is: d 2 λ = 0,020W m K ; A=,0 m ; T = 8 5 = 780K; d = 0,00 m. 780 Invullen geeft: P = 0,020,0 = 4680 = 4,7 0 W. 0,00 gebruik van T P= λ A met d λ = 0,020W m K 2 A gebruik van T = 780 K en d = 0,00m completeren van de berekening 22 maximumscore waar niet waar x 2 x x 4 x indien vier antwoorden juist indien drie antwoorden juist 2 indien twee antwoorden juist indien één of geen antwoord juist 0 9

10 natuurkunde havo 206-II Airbus E-fan 2 maximumscore 2 uitkomst: v = 59 kmh Volgens Binas is knoop = 0,5444 ms. Een snelheid van 2 knopen komt dus overeen met 2 0,5444 = 6,46 ms = 6,46,6 = 59 kmh. opzoeken knoop = 0,5444 ms completeren van de berekening 24 maximumscore 2 uitkomst: 6 A Er geldt: P = UI. Invullen levert: 4,0 0 I = = 6 A ,0 0 = 250 I zodat gebruik van P = UI completeren van de berekening 25 maximumscore 5 uitkomst: 4,2 0 (J kg ) De energiedichtheid van een accu is de totale energie per kg. 7 De energie in een accu is E= Pt = 4, =,68 0 J. De energiedichtheid is dan, = 4,2 0 J kg. Etotaal inzicht dat energiedichtheid = m gebruik van E = Pt completeren van de berekening 0

11 natuurkunde havo 206-II 26 maximumscore 2 antwoord: I - onjuist II - onjuist III - juist indien drie antwoorden goed 2 indien twee antwoorden goed indien één of geen antwoord goed 0 27 maximumscore 4 uitkomst: 6,2 (L) 7 Het energiegebruik in 2,5 uur is: E = Pt = 8,0 0 2,5 600 = 7,2 0 J. Het rendement van de energieomzetting is 5%, dus de verbrandingsmotor heeft 7,2 0 0,5 7 8 = 2,06 0 J gebruikt. De verbrandingswarmte van benzine is De hybride variant gebruikt dan minimaal 9 0 J m ; dit is 2, J L. = 6, 2 L benzine. gebruik van E = Pt met t = 2,5 600 s juist gebruik van rendement opzoeken van de verbrandingswarmte van benzine completeren van de berekening