1 VJTO 2011 ANTWOORDEN FINALE Vraag 1 Antwoord a Wanneer mama de ballon over haar trui wrijft, wordt de ballon elektrisch geladen. De peper- en zoutkorrels voelen dat en willen naar de ballon toe. De peperkorrels zijn licht en komen op de ballon terecht. De aantrekkingskracht van de ballon wint van de zwaartekracht die de korrels op de tafel wil houden. Maar de zoutkorrels zijn zwaarder dan de peperkorrels. Daardoor trekt de zwaartekracht sterker aan de zoutkorrels dan de ballon dat doet. De zoutkorrels blijven dan ook op de tafel liggen. Vraag 2 Antwoord b Als je bergop fietst is dat minder lastig met een kleine versnelling dan met een grote. Een kleine versnelling betekent dat je sneller moet trappen om aan een bepaalde snelheid te fietsen. Hoe kleiner de versnelling, hoe kleiner de kracht die nodig is voor één omwenteling van de trappers. Wanneer de ketting achteraan op het grootste tandwiel ligt, is de versnelling het kleinst: er wordt dan met één omwenteling van de trappers een kleinere afstand afgelegd dan met een grotere versnelling. Vraag 3 Antwoord a Naarmate de snelheid in een gas (zoals lucht) toeneemt, neemt de druk die dat gas uitoefent af. Denk aan een blaadje papier waarop je blaast. Door dit blazen neemt de snelheid van de lucht boven het papier toe en neemt de luchtdruk er af. Onder het papier staat de lucht stil. De luchtdruk boven het papier wordt dus kleiner dan onder het papier en het papier wordt naar boven geduwd. Een vliegtuigvleugel werkt ongeveer op dezelfde manier. De bolle bovenkant van vliegtuigvleugel a zorgt ervoor dat de stromende lucht boven de vleugel sneller beweegt dan onder de vlakke onderkant van de vleugel. De luchtdruk onder de vleugel is dus groter dan er boven en het vliegtuig wordt naar boven geduwd.
2 Vraag 4 Antwoord c Antwoord a Antwoord b Vraag 5 Antwoord b Een opname-element van een elektrische gitaar zet de trillingen van de snaren om in een elektrisch signaal. Zo n opname-element bestaat uit een elektrische spoel die is opgebouwd uit koperdraad dat om een magneet is gewikkeld. De stalen snaren lopen boven de magneet en doorsnijden het magnetisch veld. Hierdoor worden ze zelf ook magnetisch. Als de stalen snaar wordt aangeslagen zal door de trilling het magnetisch veld telkens veranderen, waardoor er in de spoel telkens een elektrische wisselspanning opgewekt wordt, die kan worden versterkt via een versterker. De wisselspanning heeft dezelfde frequenties als de trilling van de snaar. Vraag 6 Antwoord b Het strooizout doet het ijs dooien. Wanneer het zout mengt met het ijs (vb. door erover te stappen) ontstaat zout ijs. Zout water heeft een lager vriespunt dan water. Dit betekent dat zout ijs een lagere temperatuur nodig heeft om te bestaan dan ijs zonder zout. Zout ijs smelt dus sneller (reeds bij een koudere temperatuur dan ijs). Vraag 7 Antwoord c De pijl geeft aanzicht C aan van het stadspoortgebouw. Vraag 8 Antwoord c Een sensor is vergelijkbaar met onze zintuigen. Net zoals onze ogen, neus, het ons mogelijk maken, maakt een sensor het een machine mogelijk om de omgeving waar te nemen en informatie te verzamelen. Deze informatie, zoals warmte, licht, druk, wordt door de sensor omgezet in een elektrisch signaal dat kan zorgen voor de besturing van de machine. In het geval van de auto, zal een sensor het alcoholgehalte in de auto kunnen meten (denk aan je neus die de alcohol in de auto kan ruiken). De sensor zal vervolgens deze meting omzetten in een elektrisch signaal. Wanneer er teveel alcohol wordt gemeten, zal dit elektrisch signaal ervoor zorgen dat de auto niet kan worden gestart.
3 Vraag 9 Antwoord c De Kinect maakt gebruik van een diepte-camera die meet hoever jouw verschillende lichaamsdelen zich van het apparaat bevinden. Vraag 10 Antwoord a Een GPS berekent je positie op aarde aan de hand van een afstandsbepaling tot minstens 3 satellieten in de ruimte. Ken je de afstand van jouw GPS-toestel tot één satelliet, dan weet je dat je ergens op de bol -met als straal de afstand- bent rond die satelliet. Ken je de afstand tot twee satellieten, dan heb je twee bollen die elkaar snijden in een cirkel, dus dan ben je ergens op die cirkel. Een derde bol snijdt deze cirkel in twee punten. Eén van deze twee punten is dus jouw positie. De GPS neemt dan het punt van de twee dat het dichtst bij de aarde ligt. www.sciencespace.nl, 1 december 2011
4 Vraag 11 Antwoord c In 1586 deed de Brugse wetenschapper Simon Stevin een belangrijk experiment met 2 loden kogels. De ene kogel was 10 keer zo zwaar als de andere kogel. Hij liet ze vanop een hoogte vallen op een metalen plaat. Tot ieders verbazing kwamen de beide kogels tegelijkertijd aan. Met de kokosnoten uit de vraag is dat dus hetzelfde. Beide noten zullen in principe ongeveer op het zelfde moment benden komen. Vraag 12 Antwoord b Je hebt het wellicht al gemerkt wanneer je naar de bodem van het zwembad duikt. Er ontstaat een druk op jouw oren. En soms kan dat zelfs pijn doen! Dus hoe dieper je gaat in het water, hoe groter de druk wordt van het omringende water. Wanneer de ballon nu meegenomen wordt naar de bodem van het zwembad, zal de druk van het omringende water de ballon doen krimpen. Wanneer je met de ballon terug naar het wateroppervlak stijgt, dan zal de ballon uitzetten doordat de druk van het omringende water vermindert. De ballon wordt dus groter. Vraag 13 Antwoord b Tijdens het nemen van een bad ontdekte de Griekse geleerde Archimedes (287 v.c. 212 v.c.) dat een lichaam, geheel of gedeeltelijk in een vloeistof ondergedompeld, een opwaartse stuwkracht ondervindt. Archimedes ontdekte dat deze opwaartse kracht gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof. Toen Archimedes dit ontdekte, was hij zo opgewonden dat hij direct uit zijn bad sprong en naakt de straat op liep en riep Eureka, wat betekent: ik heb het gevonden. De mate waarin de opwaartse stuwkracht je drijvende kan houden blijkt dus af te hangen van de dichtheid van het water en van de dichtheid van je lichaam. De dichtheid wordt uitgedrukt in m/v. m = de massa (kilogram of gram) en V = het volume (m³ / cm³ / dm³ / liter) Op water kan je blijven drijven, als je erin slaagt om de dichtheid van je lichaam kleiner te maken dan de dichtheid van het omringende water. Een lichaam dat een grotere dichtheid heeft dan die van water zal zinken en een lichaam dat dezelfde dichtheid heeft dan die van water zal zweven. de dichtheid van water bedraagt 1000 kg/m³ (of 1 kg/l).
5 Het proefje met de gewone Cola en de Cola light kan je dus ook op basis van het concept dichtheid verklaren. Cola light blijft inderdaad drijven! Dit heeft dus te maken met de dichtheid van het voorwerp en de dichtheid van het omringende water. Als de dichtheid van een voorwerp kleiner is of gelijk aan de dichtheid van het omringende water, dan blijft het voorwerp drijven. Het volume van het Cola Light blikje en het gewone cola blikje is hetzelfde, maar de massa is wel verschillend. In het gewone Cola blikje zit meer suiker, waardoor de dichtheid van dit blikje groter is dan dit van het omringende water. Vraag 14 Antwoord c Het juiste antwoord is c. Hier blijft steeds een hoeveelheid proper water in de pot na het doorspoelen. Hierdoor kan er ook geen geurhinder zijn van een open afvoer. Vraag 15 Antwoord c Bij katrollen is het zo dat een losse katrol het gewicht dat eraan hangt telkens met de helft vermindert. Een vaste katrol verandert enkel de richting van het trekken. In dit voorbeeld zijn er 5 losse katrollen. Dus wordt het gewicht door dit systeem van katrollen 10 keer verlicht. Vraag 16 Antwoord b Een object blijft drijven in water als de dichtheid ervan gelijk is of kleiner dan het omringende water. De dichtheid van water is 1 kg/l. (zie ook vraag 13) Dus voor 120 kg (45kg+55kg+20kg), moet er een volume van 120 liter lucht zijn in de flessen om het vlot drijvende te houden. Dit zijn dus 24 flessen van 5 liter.
6 Vraag 17 Antwoord a Er kan meer suiker opgelost worden in éénzelfde hoeveelheid water bij 60 C. Dit kan je aflezen uit de grafiek. Vraag 18 Antwoord a Groene planten doen aan fotosynthese. Men zegt soms dat bossen de longen zijn van onze planeet. Inderdaad! Bij fotosynthese wordt zuurstof gevormd door de planten. Dankzij het proces van fotosynthese kunnen dieren dus in leven blijven! Bron: www.natuurwacht.nl In het proefje doet het waterpestplantje aan fotosynthese en produceert hierbij zuurstof. Dit zuurstof stapelt zich op bovenaan in de proefbuis, want gas is lichter dan water. Het water is dus ingenomen door zuurstof dat het plantje maakt door fotosynthese.
7 Vraag 19 Antwoord c De schommel is eigenlijk een mooi voorbeeld van een slinger. Bij een slinger heeft het gewicht geen invloed op de slingertijd. Jana en Lore schommelen dus even vlug heen en weer. Vraag 20 Antwoord b Dit is een voorbeeld van een hefboom. Bij een hefboom is er winst aan macht als de machtarm langer wordt. In het voorbeeld is de machtarm de afstand van het scharnierpunt van de poort tot de plaats waar de jongens tegen de poort duwen. De lastarm is eigenlijk de volledige breedte van de poort. Bij Thomas is de machtarm dus korter dan bij Robbe, waardoor het dan ook moeilijker gaat om de poort te sluiten. Thomas moet dus meer kracht gebruiken om de poort te sluiten omdat hij dichter bij het scharnier staat. LASTARM MACHTARM ROBBE MACHTARM THOMAS