Examen VMBO-GL en TL 2017-2018 SE 5-1: Krachten en werktuigen dinsdag 10 november 11.15-12.55 uur natuur- en scheikunde 1 SE GL en TL Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het BINAS informatieboek. Dit examen bestaat uit 25 vragen. Voor dit examen zijn maximaal 49 punten te behalen. Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald kunnen worden. SE 5-1 15-16
Meerkeuzevragen Schrijf alleen de hoofdletter van het goede antwoord op. Open vragen - Geef niet méér antwoorden dan er worden gevraagd. Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd, geef er dan twee en niet méér. Alleen de eerste twee redenen kunnen punten opleveren. - Vermeld altijd de berekening, als een berekening gevraagd wordt. Als een gedeelte van de berekening goed is, kan dat punten opleveren. Een goede uitkomst zonder berekening levert geen punten op. - Geef de uitkomst van een berekening ook altijd met de juiste eenheid. Kraanopener Er bestaat een hulpmiddel voor mensen die niet in staat zijn om een gewone kraan open te draaien. Zie onderstaande figuur. 2p 1. Ben heeft zo n kraanopener. Als hij de kraan wil openen duwt hij op de plaats P loodrecht tegen de kraanopener. De kraanopener staat weergegeven in het uitwerkboekje. Teken in de figuur in het uitwerkboekje de kracht en de bijbehorende arm. SE 5-1 15-16 2 lees verder
De caravan De familie Heldoorn gaat met de caravan op vakantie. Ze willen ook graag de fietsen meenemen. Ze besluiten om de twee fietsen aan de voorkant van de caravan te plaatsen. We kunnen de caravan opvatten als een soort hefboom. Het draaipunt is de as van het wiel. Zie de figuur hieronder. 4p 1p 2p 2. In de figuur staat het zwaartepunt van de caravan met de fietsen aangegeven. De massa van de caravan met twee fietsen is 900 kg. Bereken de grootte van de kracht van de trekhaak op de caravan (Fhaak) die nodig is om hem in evenwicht te houden. 3. Vader Heldoorn merkt dat de kracht van de trekhaak (Fhaak) op de caravan te groot is. Hij overweegt om de twee fietsen achter op de caravan te plaatsen. Zal de kracht van de trekhaak op de caravan (Fhaak) dan veranderen? A. Ja, de kracht wordt groter, want het zwaartepunt schuift naar achter. B. Ja, de kracht wordt kleiner, want het zwaartepunt schuift naar achter. C. Nee, het maakt niet uit, want het geheel blijft even zwaar. 4. Ze nemen ook een zware koelkast mee. Die plaatsen ze precies boven de as tussen de wielen. Volgens zoon Bert is dit een gunstige plaats, want dit heeft geen invloed op de kracht van de trekhaak op de caravan (Fhaak). Ben je het met Bert eens? Licht je antwoord toe. SE 5-1 15-16 3 lees verder
Opklapblad Puck wil een uitklapbaar schrijfblad aan haar boekenkast maken. Zij wil een plank met scharnieren aan de boekenkast bevestigen. Als de plank uitgeklapt is, wordt hij door twee koorden tegengehouden. Puck vraagt zich af of het uitmaakt waar ze de koorden zal bevestigen. Ze maakt een tekening van haar ontwerp. Zie onderstaande figuur. In de tekening zijn punten A en B mogelijke punten om de koorden te bevestigen. Tussen de punten C zitten de scharnieren. 1p 3p 5. Welke bewering is juist? A. Bij bevestigen in A is de spankracht in het koord kleiner dan bij bevestigen in. B. Bij bevestigen in B is de spankracht in het koord kleiner dan bij bevestigen in. C. Het maakt niet uit waar ze de koorden bevestigt: de spankracht is in beide gevallen even groot. 6. De figuur hieronder is een zijaanzicht van de plank met één koord. In de figuur werkt in punt D een kracht van 250 N. In het uitwerkboekje staat een schematische tekening van de situatie. Construeer in de figuur in het uitwerkboekje de grootte van de spankracht in koord DA en vul in hoe groot de spankracht is. SE 5-1 15-16 4 lees verder
Mobiel 1p 7. Houkje maakt een mobiel van twee flippo s. Zie de figuur hieronder. Flippo 1 heeft een grotere massa dan flippo 2. Houkje wil de mobiel horizontaal in evenwicht te houden. Welk punt moet zij kiezen om de mobiel op te hangen? A. een punt tussen flippo 1 en het midden B. het punt in het midden C. een punt tussen flippo 2 en het midden Krachten op een doos 1p 8. Mary zit in een kartonnen doos. Zie de foto hieronder. Er werken krachten op de bodem van de doos. Hieronder zie je vier schematische tekeningen. Welke tekening is juist? A. tekening A B. tekening B C. tekening C D. tekening D SE 5-1 15-16 5 lees verder
1p 9. Sue en Ellen duwen elk met een kracht van 40 N tegen de doos. Zie foto hieronder. Hoe groot is de netto-kracht van Sue en Ellen op de doos? A. 0 N B. 40 N C. 80 N 1p 10. Sue geeft een flinke duw tegen de doos. Daardoor komt de doos in beweging. Als ze de doos loslaat, schuift die verder. Welke kracht of krachten in horizontale richting werken op de doos direct na het loslaten? A. Geen enkele kracht. B. Alleen de kracht waarmee Sue tegen de doos duwt. C. Alleen de wrijvingskracht. D. Zowel de kracht waarmee Sue duwt als de wrijvingskracht. SE 5-1 15-16 6 lees verder
Perforator Bert zit achter zijn bureau en wil met een perforator twee gaatjes in een paar blaadjes maken. Zie de foto hieronder. 3p 1p 11. Als hij dit apparaat eens goed bekijkt, ziet hij dat de perforator een hefboom is. Met zijn hand duwt hij in punt A de hendel naar beneden. Hij oefent daarbij een kracht uit van 25 N. De pennen maken nu gaatjes in het papier. In de perforator zitten ook nog veertjes. We verwaarlozen de kracht hiervan. Bereken de kracht van de pennen op het papier. 12. De pennen die de gaatjes in het papier maken zijn aan de snijkant hol gemaakt. Zie de figuur hieronder. Het snijdend oppervlak wordt hierdoor kleiner. Wat is het gevolg voor de druk op het papier? A. De druk wordt groter, waardoor de pennen gemakkelijker gaatjes maken. B. De druk wordt kleiner, waardoor de pennen gemakkelijker gaatjes maken. C. De vorm van de pennen heeft geen invloed op de druk; de gaatjes in het papier worden alleen mooier van vorm. SE 5-1 15-16 7 lees verder
Piramide bouwen Een piramide bestaat uit enorme kalksteenblokken. De blokken stellen we ons voor als kubussen van 1 m³ met een massa van 2500kg. Zie de figuur hieronder. 3p Kalksteen kan een druk van 5000 N/cm² weerstaan. 13. Bereken hoeveel kalksteenblokken op een onderste blok kunnen worden gestapeld zonder dat het onderste blok wordt vermorzeld. SE 5-1 15-16 8 lees verder
1p 14. Zonder hulpmiddelen kan een mens zo n blok niet optillen. Aangenomen wordt dat in de tijd van de piramidebouwers de blokken op een slee tegen een helling omhoog zijn getrokken. Zie de tekening hieronder. Hieronder zie je vier figuren van de slee met een blok op de helling. In welke figuur is de zwaartekracht juist getekend? 1p 15. Tijdens het omhoog slepen werkt op de slee met het blok de wrijvingskracht. In welke figuur is de wrijvingskracht juist getekend? SE 5-1 15-16 9 lees verder
Nijptang Met een nijptang kan ijzerdraad in elkaar gedraaid worden en vervolgens afgeknipt. Zie de foto hieronder. Van deze situatie staat hieronder een schematische tekening De hand oefent bij de linker stippellijn een kracht van 40 N uit. 3p 16. Bereken met behulp van de gegevens uit de figuur hierboven de kracht die de bek op het ijzerdraad uitoefent. Je kunt ook een nijptang gebruiken met een kleinere bek. Zie de figuur hieronder. 2p 17. De hand oefent ook nu bij de linker stippellijn een kracht van 40 N uit. Leg uit of de kracht van de bek op het ijzerdraad nu groter of kleiner is dan bij de bovenste tang. SE 5-1 15-16 10 lees verder
Torenkraan Een veelvoorkomende soort kraan is de torenkraan. Zie de foto hieronder. Hij wordt vaak gebruikt op bouwplaatsen om zware voorwerpen te verplaatsen. Hieronder staat een tekening van de torenkraan. Bij de maximale reikwijdte van de giek mag een vracht van 1550 kg aan de katrol hangen. Om het geheel in evenwicht te houden hangt aan de andere kant een contragewicht op een veel kleinere afstand van de cabine. 1p 18. Wat geldt in deze situatie voor de massa van het contragewicht? A. deze is kleiner dan 1550 kg B. deze is gelijk aan 1550 kg C. deze is groter dan 1550 kg SE 5-1 15-16 11 lees verder
Op de giek is met bordjes de afstand tot de cabine aangegeven. Zie de linkerfoto. Op de rechterfoto zie je een detail. 3p 19. Bij een afstand van 14,4 meter is het maximale gewicht 60000 N. Bereken hoe groot het maximale gewicht is bij een afstand van 20 m. De giek is opgebouwd uit metalen buizen die onderling verbonden zijn door stangen. Deze constructie maakt de giek geschikt voor de grote trek- en duwkrachten die er kunnen optreden. Hieronder staat een zijaanzicht getekend van de giek terwijl er een vracht aan de katrol hangt. 2p 20. Op de uitwerkbijlage staan twee zinnen met verschillende mogelijkheden. Omcirkel in elke zin de juiste mogelijkheid. SE 5-1 15-16 12 lees verder
Fietsbrug In de Gelderlander van 13 maart 2004 stond een artikel over het plaatsen van een nieuwe fietsbrug tussen Lent en Nijmegen. Met behulp van sleepboten, zware kabels, en drijvende bokken (hijskranen) wordt de fietsbrug naar de spoorbrug gevaren en daaraan vastgemaakt. De hoofdkabel wordt vastgemaakt aan de verkeersbrug. Zie de figuur hieronder. In het plaatje hieronder is een vereenvoudigde tekening gemaakt van de krachten van de bokken op de hoofdkabel. De sleepboten zijn weggelaten. Het geheel ligt stil. SE 5-1 15-16 13 lees verder
1p 21. Welk van de onderstaande antwoorden geeft in deze situatie het best de verdeling van de krachten F1, F2, F3 en F4 weer? A. Alle vier de krachten zijn even groot. B. F1 en F4 zijn groter dan F2 en F3. C. F1 en F4 zijn kleiner dan F2 en F3. Een van de drijvende bokken staat op de foto hieronder. Hieronder staat een vereenvoudigd zijaanzicht getekend van de drijvende bok. 3p 22. De bok heeft twee verschillende takels. De maximale belasting staat gegeven. Ten opzichte van draaipunt P zijn de momenten bij maximale belasting gelijk aan elkaar. Toon met een berekening aan dat de momenten bij maximale belasting gelijk aan elkaar zijn. Meet daarvoor de afstanden uit de tekening op. SE 5-1 15-16 14 lees verder
1p 23. De constructie bestaat uit metalen staven, die met letters zijn aangegeven. Eén van de staven zou in deze situatie door een kabel vervangen kunnen worden. Welke staaf is dat? A. staaf A B. staaf B C. staaf C D. staaf D Hieronder staat een nog meer vereenvoudigd zijaanzicht van deze drijvende bok met een last getekend. De grootte van de kracht van de kabel op de bok in punt Q staat aangegeven. De bovenste takel is weggelaten. De figuur staat ook op de uitwerkbijlage. 3p 24. Bepaal in de figuur op de uitwerkbijlage via constructie de grootte van de horizontale component van de kracht van de kabel op de bok in punt Q. Vul de waarde in onder de figuur. SE 5-1 15-16 15 lees verder
Franse gekapte dames In Zuid-Frankrijk, in de buurt van de plaats Embrun, is een gebied waar door erosie veel grond is verdwenen. Hierdoor zijn stenen pilaren ontstaan, met daar bovenop grote blokken. Het geheel heet de gekapte dames. Zie de foto hieronder. Onder de pilaren staat een informatiebord met daarop uitleg in het Frans en het Engels. Een korte vertaling in het Nederlands zie je hieronder. 4p 25. Het oppervlak waarop het blok op de pilaar steunt is (ongeveer) 4 m2. Bereken de druk van het blok op de pilaar en laat zien dat de druk die op het bord staat juist is. SE 5-1 15-16 Einde