Eindexamen havo natuurkunde pilot I

Transcriptie

1 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I Opgave Sprong op de maan maximumscore uitkomst:,43 m (met een marge van,3 m) voorbeeld van een bepaling: Als Young loskomt van de grond is zijn zwaartepunt op een hoogte van,6 m. In het hoogste punt is dat,49 m. Hij springt dus h =,49,6 =,43 m hoog. maximumscore uitkomst:, 44 s (met een marge van, s) voorbeeld van een bepaling: Young is tussen de tijdstippen t =,6 s en t =,6 s, dus gedurende,6,6 =,44 s los van de grond. inzicht dat Young los is van de grond zo lang als het (v,t)-diagram daalt vanaf het tijdstip t =,6 s completeren van de bepaling 3 maximumscore 4 voorbeelden van antwoorden: De valversnelling g M op de maan is,63 m s. In het (v,t)-diagram is de valversnelling g M gelijk aan de helling van de grafiek tussen t =,6 s en t =,6 s. v,7,7 Dus gm = = = ( ), 63 m s. (Deze waarde is even groot t,6,6 als die van g M in de tabel.) opzoeken van g M inzicht dat g M gelijk is aan de helling van de grafiek tussen t =,6 s en t =,6 s aflezen van de waarden van v en t completeren van de bepaling (met een marge van,4 m s ) Opmerking Als in de vorige vraag de tijd verkeerd of onnauwkeurig is afgelezen en die waarde hier opnieuw is gebruikt: geen aftrek. www. - -

2 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I 4 maximumscore 4 uitkomst: F = 5,9 N afzet Er geldt: F = ma, waarin F = F afzet F z, m= kg en a = 3,3 m s. Omdat F = 3,3 = 396 N en F z = mg M =,63 = 96 N, volgt hieruit dat Fafzet = F + Fz = = 5,9 N. gebruik van F = ma inzicht dat F = Fafzet Fz inzicht dat Fz = mgm completeren van de berekening 5 maximumscore 4 voorbeelden van antwoorden: Op t =,9 s is de snelheid,5 m s (met een marge van,5 m s ) zodat E k =,5 J. In figuur 3 is af te lezen dat op t =,9 s E z = 9 J, zodat E mech =,5 + 9 = 9 J. Op t =,5 s is de snelheid, 5 m s (met een marge van,5 m s ) zodat E k = mv = (,5) = 66 J. De zwaarte-energie op t =,5 s is E z = 5 J (met een marge van J), zodat E mech = = 9 J. gebruik van Ek = mv aflezen van de snelheid op de beide tijdstippen bepalen van de zwaarte-energie Ez op de beide tijdstippen completeren van de bepaling 6 maximumscore De remarbeid wordt gegeven door W = F rem s. Hierin is F rem de kracht waarmee het lichaam wordt afgeremd en s de remafstand. Wanneer een springer door zijn knieën zakt, wordt de remafstand vergroot en dus de kracht op het lichaam verkleind. inzicht dat de remafstand s wordt vergroot wanneer de springer door zijn knieën zakt inzicht dat daardoor de kracht Frem op het lichaam kleiner wordt www. - -

3 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I Opgave LED 7 maximumscore De drempelspanning van de LED moet tussen,57 V en,88 V liggen, want tussen die waarden begint de LED stroom te geleiden. (Dat is dus niet in tegenspraak met de waarde van,7 V van de fabrikant.) inzicht dat de drempelspanning tussen,57 V en,88 V moet liggen inzicht dat tussen die waarden de LED stroom begint te geleiden 8 maximumscore antwoord: Als de spanning van de spanningsbron lager is dan de drempelspanning, is de stroomsterkte in de schakeling A. De spanning over de weerstand is V. De spanning over de LED is gelijk aan de spanning van de spanningsbron. eerste en tweede zin juist derde zin juist 9 maximumscore 4 Voor het circuit geldt: U bron = U R + U LED, waarin bijvoorbeeld U bron = 4, V en U LED =,4 V. Dus UR = Ubron ULED = 4,,4 =,6 V. UR, 6 Uit UR = IR, met I =,53 A, volgt dat R = = = 3,6 Ω. I,53 Marissa heeft een weerstand van 3 Ω gebruikt (want de berekende waarde ligt binnen de marge van %). inzicht dat Ubron = UR + ULED aflezen van bij elkaar behorende waarden van Ubron, U LED en I gebruik van UR = IR completeren van de berekening en conclusie www

4 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I maximumscore 4 uitkomst: 7% (met een marge van %) De LED laat alleen stroom door als de spanning over de LED groter is dan de drempelspanning van,7 V. Dat is tussen t =,3 s en t =,76 s, dus gedurende,76,3 =,53 s. Dat is,53 % = 7% van de tijd., inzicht dat de LED alleen stroom doorlaat als de spanning over de LED groter is dan de drempelspanning aflezen van de bijbehorende tijdstippen inzicht dat het gevraagde percentage gelijk is aan de tijd dat de spanning hoger is dan de drempelspanning % de periode van de wisselspanning completeren van de berekening www

5 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I Opgave 3 Postbode-elastiek maximumscore 3 F F Voor de veerconstante C geldt: C = =. Uit de grafiek is af te lezen dat u bij een kracht van 3, N de lengte van het elastiek met cm toeneemt. 3, Invullen levert: C = = 5 N m., F gebruik van C = u inzicht dat u = completeren van het antwoord maximumscore 3 EA C Uit C = volgt dat E =. Invullen van de eenheden voor A N m m N C, en A geeft: [ E] = = = Pa. m m gebruik van = m en A = m N N gebruik van [ C ] = en Pa = m m completeren van het antwoord www

6 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I 3 maximumscore 5 De elasticiteitsmodulus voor dit elastiek kan berekend worden met: C E = 6. Hierin is C = 5 N m ; =,3 m en A A = 7,5 m. Invullen geeft 6 E =, Pa. Volgens Binas tabel is ( ) E rubber = Pa. De berekende waarde valt hierbinnen, dus het elastiek kan van rubber gemaakt zijn. inzicht dat E berekend moet worden oppervlakte omrekenen van mm naar m inzicht dat =,3 m opzoeken van de elasticiteitsmodulus in Binas tabel completeren van het antwoord Opmerking Er hoeft niet gelet te worden op de significantie en de dimensie van E. 4 maximumscore uitkomst: f =,97 Hz (of s ) Als er 8 trillingen per minuut worden geteld, is de frequentie 8,97 Hz. 6 = 5 maximumscore 4 uitkomst: m =,3 kg m Voor een harmonische trilling geldt: T = π waarin T = =,585 s C,97 en C = 5 N m. Invullen geeft m =,6 kg. De massa van de lucht is dan gelijk aan,6,3 =,3 kg. m gebruik van T = π C gebruik van T = f berekenen van de massa van de ballon gevuld met lucht completeren van de berekening www

7 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I Opgave 4 Holmiumtherapie 6 maximumscore antwoord: Ho 7 maximumscore 4 6 uitkomst:, (kg) Het volume van de aardkorst V = Ad = 5, = 5, m. 3 8 De massa hiervan is m= ρv = 3, 5, =,56 kg. Er is per kg aardkorst,3 mg holmium aanwezig, dus in,56 kg zit 6,56,3 =,8 mg =, kg holmium. berekenen van het volume van de aardkorst met V = Ad 3 3 omrekenen van km naar m gebruik van m= ρv completeren van de berekening 8 maximumscore Om holmium-66 te verkrijgen uit holmium-65 moet het massagetal met één toenemen en het atoomnummer gelijk blijven. Holmium-65 moet dus n om holmium-66 te laten ontstaan. beschoten worden met neutronen ( ) inzicht dat het massagetal met één moet toenemen en het atoomnummer gelijk moet blijven het noemen van neutronen 9 maximumscore antwoord: 7 µ m (met een marge van 4 µ m ) maximumscore 3 antwoord: Ho Er + e (of Ho Er +β ) het elektron rechts van de pijl Er als vervalproduct (mits verkregen via kloppende atoomnummers) het aantal nucleonen links en rechts gelijk www

8 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I maximumscore 3 7 uitkomst:,3 Dm 4, 3 9 De activiteit A = = = 5,4 MBq = 5,4 Bq ,87 5,87 De activiteit van één bolletje holmium is 4 Bq. 9 5,4 7 7 Er zijn dus =,6 =,3 bolletjes holmium nodig. 4 bereken van de activiteit A in MBq omrekenen van MBq naar Bq completeren van de berekening maximumscore uitkomst:,78(%) De halveringstijd van holmium-66 is, dag. Na een week is de activiteit 7 7 met een factor () gezakt. Dit is (,5) % =,78%. 7 inzicht dat de activiteit gezakt is met een factor () completeren van de berekening Opgave 5 Venus 3 maximumscore antwoorden: niet waar niet waar 3 niet waar 4 niet waar indien vier antwoorden juist indien drie of twee antwoorden juist indien één of geen antwoord juist www

9 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I 4 maximumscore 4 uitkomst: v = 3,5 m s 4 De afstand van Venus tot de zon is,8 m; de omlooptijd van Venus om de zon is 4,7 d. De snelheid van Venus om de zon is dan: πr π,8 4 v = = = 3,5 m s. T 4, opzoeken van de afstand van Venus tot de zon opzoeken van de omlooptijd van Venus om de zon en omrekenen naar s πr gebruik van v = T completeren van de berekening 5 maximumscore Waarnemer W ziet Venus als avondster omdat de zon voor de waarnemer ondergaat (het wordt avond). inzicht dat de zon voor W ondergaat conclusie 6 maximumscore In figuur 3 dekt Venus het zonlicht af omdat Venus voor de zon langs beweegt. Venus is dan op aarde als een zwarte stip te zien. In figuur is Venus als een witte stip te zien omdat Venus het zonlicht reflecteert richting aarde. inzicht dat Venus het zonlicht afdekt in figuur 3 inzicht dat Venus zonlicht reflecteert in figuur www

10 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I 7 maximumscore Venus legt in jaar =,64 omwentelingen om de zon af. 4,7 Dit komt overeen met een hoek van 585 ten opzichte van de gegeven beginpositie. 365 inzicht dat Venus in een jaar omwentelingen aflegt Tvenus berekenen van de bijbehorende omwentelingshoek of inzicht dat dit 5 van een omwenteling is 8 aangeven van de positie van Venus met een marge van 5 www. - -

11 Eindexamen havo natuurkunde pilot - I 8 maximumscore 4 Tussen 6 juni en 8 juni 4 zijn (8 365,56 ) = 9 dagen verstreken. In 8 jaar heeft Venus 9 =,995 = 3 omwentelingen om de zon 4,7 gemaakt en staat dan weer (bijna) op dezelfde positie als in 4. De aarde staat na 8 jaar weer op dezelfde positie als in 4. Op 6 juni zullen de zon, de aarde en Venus dus weer op één lijn staan. berekenen van het aantal omwentelingen van Venus om de zon in 8 jaar inzicht dat de omlooptijden van aarde en Venus vergeleken moeten worden inzicht dat Venus, aarde (en zon) in na een geheel aantal omwentelingen weer op dezelfde positie staan als in 4 completeren van het antwoord Opmerkingen Als er gerekend is met 365 dagen in een jaar: geen aftrek. Als er gerekend is met 8 365,56=9 dagen: geen aftrek. www. - -