Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II Beoordelingsmodel Opgave Vallend foton maximumscore 57 0 57 antwoord: Co + e Fe of 7 6 57 0 57 + Co e Fe inzicht dat 57 7Co en het geabsorbeerde deeltje aan de linkerkant van de pijl horen completeren van het antwoord maximumscore Zolang de halveringstijd van de oorspronkelijke isotoop groot genoeg is (70 dagen bij 57 57 7Co ), wordt er tijdens het experiment steeds nieuw 6 Fe aangemaakt. inzicht voor het ontstaan van 57 6Fe een veel grotere halveringstijd geldt dan voor het verval inzicht dat er steeds voldoende 57 6Fe beschikbaar komt 3 maximumscore 3 voorbeeld van een afleiding: Uit E = mc hf = hf volgt m = c E hf c h z = gh.. Invullen in E m z = gh met f = f h levert inzicht dat mc = hf gebruik van Ez = mgh completeren van de afleiding www. - -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II 4 maximumscore 4 Ez uitkomst: =,47 0 E foton 5 voorbeeld van een berekening: hfh gh Ez gh 9,8,6 5 Ez = mgh = gh = E foton = = =,47 0. 8 c c E c (,998 0 ) gebruik van Efoton E foton = hf z gh inzicht = Efoton c completeren van de berekening www. - -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II Opgave Radarcontrole 5 maximumscore 3 0 uitkomst: f = 3,3 0 Hz voorbeeld van een berekening: 8 c 3,00 0 0 Uit c= fλ volgt f = = = 3,3 0 Hz. 3 λ 9,0 0 gebruik van v= fλ opzoeken van de lichtsnelheid completeren van de berekening 6 maximumscore Slechts een klein gedeelte van de uitgeden radargolven raakt de auto en kan worden teruggekaatst / maar een klein gedeelte van de golven die worden teruggekaatst bereiken het radarapparaat. Door het dopplereffect wordt de golflengte kleiner (, omdat de auto nadert en fungeert als bewegende bron in de richting van de waarnemer). oorzaak van de veel kleinere amplitudo oorzaak van de kleinere λ 7 maximumscore 4 uitkomst: v = 90 (kmh ) voorbeeld van een bepaling: 6 3 ΔT = 80 0 s. Dus Δ f = = 5,56 0 Hz. ΔT v Δ f = Omschrijven levert λ 3 3 Δf λ 5,56 0 9,0 0 v = = = 5 ms = 90 kmh. bepalen van Δ T (met een marge van 4 μs) gebruik van f = T omrekenen van ms naar kmh completeren van de bepaling www. - 3 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II 8 maximumscore voorbeeld van een uitleg: De component van de snelheid in de richting van het radarapparaat is kleiner dan de snelheid. Dus geeft de formule een te kleine waarde voor v. inzicht dat de component in de richting van het radarapparaat kleiner is dan de snelheid consequente conclusie 9 maximumscore 3 Uitgang van teller A staat steeds 40 seconde aan en seconde uit. Dus 40 de aan/uit-ingang van teller B staat krijgt gedurende seconde een hoog 40 signaal waardoor teller B pulsen telt. Als uitgang van teller A laag wordt, gaat er via de invertor een hoog signaal naar de reset van teller B waardoor deze gereset wordt. inzicht dat uitgang van teller A staat steeds 40 seconde aan en 40 seconde uit staat inzicht dat de aan/uit-ingang van teller B dus gedurende 40 seconde een hoog signaal krijgt inzicht dat de reset van teller B daarna een hoog signaal krijgt 0 maximumscore voorbeelden van een antwoord: methode Als binnen seconde 8 pulsen geteld worden, komt dit overeen met een 40 frequentie van 40 8 = 50 Hz = 5, khz. Dus bij deze frequentie (en hoger) geeft uitgang 8 van teller B een hoog signaal aan het fototoestel. omrekenen van het aantal pulsen in seconde naar de frequentie 40 completeren van de redenering methode Als er 5, 0 3 pulsen per seconde zijn, zijn dat in 40 seconde 3 5, 0 = 8 pulsen. Dus bij 8 (en meer) pulsen geeft uitgang 8 van 40 teller B een hoog signaal aan het fototoestel. omrekenen van de frequentie naar het aantal pulsen in 40 seconde completeren van de redenering www. - 4 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II Opgave 3 Planetoïde maximumscore 3 uitkomst: v = 8 kms voorbeeld van een bepaling: A baan planeto de De snelheidsvector heeft de richting van de raaklijn aan de ellips. De lengte van de snelheidsvector is,5 keer zo groot als de component in de richting van de, dus v =,5 v =,5 8,0 = 8 kms. A inzicht dat v de richting heeft van de raaklijn aan de baan construeren van de snelheidsvector in A rakend aan de baan completeren van de bepaling Opmerking Als een kandidaat de component van de gegeven vector in de richting van de stippellijn construeert: maximaal punt toekennen. maximumscore 3 De totale energie is constant. Dichter bij de heeft een planetoïde minder gravitatie-energie dan verder weg van de. Dus is de kinetische energie en daarmee de snelheid dichterbij de groter dan verder weg van de. inzicht in de wet van behoud van energie inzicht dat de gravitatie-energie kleiner is dichter bij de consistente conclusie Opmerking Wanneer beredeneerd met de wetten van Kepler: geen aftrek. www. - 5 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II 3 maximumscore 4 Voor de gravitatiekracht door de aarde geldt: Voor de gravitatiekracht door de geldt: We vergelijken GmM r GmM r F F GmM =. aarde g aarde raarde GmM g = r aarde aarde met, dus met. aarde aarde r aarde = 4 8 6 8 M aarde 5,976 0 7 + = = = 8 raarde r 5,38 0 6,378 0 5,444 0,0 0. M r. M ( 5, 444 0 ) 30 8 M,989 0 7 = + = = = r r,496 0 5,444 0,50 0 8,83 0. Dus de trekt TU4 sterker aan dan de aarde. (, 50 0 ) GmM gebruik van Fg = r opzoeken van de massa s van de aarde en de opzoeken van de afstanden tot de aarde en de completeren van de berekeningen Opmerking Wanneer de kandidaat geen rekening houdt met de straal van de aarde en/of bij de geen rekening houdt met de afstand van TU4 tot de aarde: geen aftrek. 4 maximumscore 3 Er geldt: mv + = m + m v g. Invullen levert:,9 0 3,7 0 80 0 3,3 0 4 =(,9 0 0 +80 0 3 )v g. m v ( ) 4 Dit levert: v g = 3,7 0 ms. De snelheid is dus niet of nauwelijks veranderd. gebruik van mv + m v = (m +m )v g gebruik van de juiste tekens bij de snelheden completeren van de berekening www. - 6 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II Opgave 4 Regendruppels 5 maximumscore 4 M D + muur druppels lens achterwand camera Het beeldpunt van de bakstenen ligt niet op achterwand van de camera. Hierdoor is het beeld niet scherp. construeren van het beeld van punt D op de achterwand van de camera aangeven van de plaats van een brandpunt construeren van het beeld van punt M inzicht dat het beeldpunt van de bakstenen niet op achterwand van de camera valt / inzicht dat op de achterwand van de camera een lichtvlek van de bakstenen valt www. - 7 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II 6 maximumscore 4 8ρwg antwoord: k =. 3ρ c l w voorbeeld van een afleiding: Bij constante snelheid geldt: Fw = Fz zodat www. - 8 - c ρ Av = mg. w l 4 3 w π. Voor de massa van de druppel geldt m= ρwv = ρ r 3 Voor het frontale oppervlak van de druppel geldt A = π r. 4 3 Invullen geeft: cwρlπr v = ρw π r g. 3 8ρwg 8ρwg Omschrijven levert v = r. Dus k =. 3ρ c 3ρ c l w inzicht dat Fz = Fw inzicht dat mg = cwρ Av gebruik van m= ρv completeren van de afleiding 7 maximumscore 5 uitkomst: d = 3,8 mm voorbeeld van een bepaling: De lengte van het spoor gemeten aan de hand van de bakstenen en de voegen is 9 cm. De vergroting van de druppelsporen is de helft van de vergroting van de bakstenen. De werkelijke lengte van het spoor is dus 4,5 cm. s 0,45 De snelheid van de druppel is dan v = = = 8,7 ms. t 60 4 (8,7) 3 v = 4,0 0 r. Hieruit volgt r = =, 9 0 m. 4 4,0 0 Dus r =, 9 mm en d = 3,8 mm. opmeten van de lengte van het spoor (met een marge van cm) juist gebruik van de factor s gebruik van v = t 4 gebruik van v = 4,0 0 r completeren van de bepaling l w
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II 8 maximumscore 3 Voor het verdampen is warmte nodig. De benodigde warmte wordt onttrokken aan de druppel. Dat betekent dat de temperatuur van de druppel zal dalen. inzicht dat er warmte nodig is voor het verdampen van water inzicht dat deze warmte aan de druppel onttrokken wordt consequente conclusie 9 maximumscore 4 o uitkomst: ΔT = 0, 3 C voorbeeld van een berekening: Tijdens het vallen wordt het verlies aan zwaarte-energie omgezet in warmte, zodat mgδ h = cmδ T. gδh 9,8 00 o Invullen geeft Δ T = = = 0, 3 C. 3 c 4,8 0 inzicht dat Q=Δ Ez = mgδ h gebruik van Q= cmδt en opzoeken van c van water inzicht dat m wegvalt of berekenen van de massa van de waterdruppel completeren van de berekening www. - 9 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II Opgave 5 Plasmalamp 0 maximumscore voorbeeld van een tekening: tekenen van rechte regelmatig verdeelde lijnen tussen de glazen bol en de metalen elektrode richting van de pijlen naar de metalen elektrode gericht Opmerking Als de kandidaat de lijnen doortekent tot in de metalen elektrode: niet aanrekenen. maximumscore 3 uitkomst: f = 3 khz voorbeeld van een bepaling: We tellen 5 volledige trillingen over 8 schaaldelen. Dus 5T = 8 0 μs. 6 800 5 Dus T = = 3, 0 s. Uit f = volgt f = 3 khz. 5 T bepalen van T (met een marge van μs) gebruik van f = T completeren van de bepaling www. - 0 -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II maximumscore 3 aluminiumfolie koperdraad R plasmalamp V A aardverbinding tekenen van een spanningsmeter parallel aan R tekenen van een stroommeter in serie met R completeren van de schakeling 3 maximumscore 3 voorbeeld van een uitleg: Op het moment dat de binnenkant van de bol positief wordt, wordt (door elektrische influentie) het aluminiumfolie negatief. Er stromen dan elektronen van aarde naar het aluminiumfolie. De stroomrichting is dan gericht van het aluminiumfolie naar aarde. inzicht dat het aluminiumfolie een lading krijgt tegengesteld aan de lading in de bol inzicht dat er door de geleidende verbinding van aarde naar het aluminiumfolie elektronen stromen inzicht dat de stroomrichting hieraan tegengesteld is 4 maximumscore Als de gasdruk laag is, is de gemiddelde afstand tussen de moleculen relatief groot en is dus de vrije weglengte groot. De elektronen kunnen dan tussen opeenvolgende botsingen voldoende snelheid (kinetische energie) krijgen om elektronen uit de schil van een heliumatoom te slaan, dus om heliumatomen te ioniseren. inzicht dat bij lage gasdruk de vrije weglengte relatief groot is inzicht dat een grotere vrije weglengte een grotere kinetische energie tot gevolg heeft www. - -
Eindexamen natuurkunde - vwo 009 - II 5 maximumscore 4 uitkomst: Het aantal moleculen is, 0. voorbeeld van een berekening: Voor het gas in de bol geldt de algemene gaswet pv nr T =. 5 3 pv 0,0,0 0 0,90 0 3 Het aantal mol n = = = 3, 7 0 mol. RT 8,35 9 n mol bevat nn A = 3,7 0 3 6,0 0 3 =, 0 moleculen. gebruik van de algemene gaswet 5 inzicht dat p = 0,0,0 0 Pa inzicht dat het aantal moleculen gelijk is aan nn A en opzoeken van N A completeren van de berekening www. - -