Tentamen Natuurkunde

Vergelijkbare documenten
Voorbeeldtentamen Natuurkunde

Bepaal k met behulp van de grafiek. Geef de uitkomst in twee significante cijfers.

Examen HAVO en VHBO. Natuurkunde

TENTAMEN NATUURKUNDE

TENTAMEN NATUURKUNDE

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1976

1. Een karretje op een rail

TENTAMEN NATUURKUNDE

TENTAMEN NATUURKUNDE

TENTAMEN NATUURKUNDE

Examen HAVO. Natuurkunde 1 (nieuwe stijl)

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN VWO 2015

EXAMEN HOGER ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1975

natuurkunde 1,2 Compex

d. Bereken bij welke hoek α René stil op de helling blijft staan (hij heeft aanvankelijk geen snelheid). NB: René gebruikt zijn remmen niet.

ALGEMEEN 1. De luchtdruk op aarde is ongeveer gelijk aan. A 1mbar. B 1 N/m 2. C 13,6 cm kwikdruk. D 100 kpa.

aluminium 2,7 0, ,024 ijzer 7,9 0, ,012

Opgave 5 Een verwarmingselement heeft een weerstand van 14,0 Ω en is opgenomen in de schakeling van figuur 3.

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1977 MAVO4 NATUUR- EN SCHEIKUNDE I. Zie ommezijde. Vrijdag 19 augustus,

Oefenopgaven havo 5 et-4: Warmte en Magnetisme Doorgestreepte vraagnummers (Bijvoorbeeld opgave 2 vraag 7) zijn niet van toepassing.

natuur- en scheikunde 1 CSE BB

Woensdag 21 mei, uur

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1985 MAVO-C NATUURKUNDE. Donderdag 13 juni, uur. MAVO-C Il

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2014 TOETS APRIL uur

Voortgangstoets NAT 4 HAVO week 11 SUCCES!!!

Eindexamen natuurkunde havo II

Examenopgaven VMBO-BB 2004

Examen VWO. natuurkunde 1,2 Compex. Vragen 1 tot en met 14. In dit deel van het examen staan de vragen waarbij de computer niet wordt gebruikt.

NATUURKUNDE KLAS 5. PROEFWERK H8 JUNI 2010 Gebruik eigen rekenmachine en BINAS toegestaan. Totaal 29 p

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN HAVO 2015

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2013 TOETS APRIL :00 12:45 uur

Opgave 1. Voor de grootte van de magnetische veldsterkte in de spoel geldt: = l

Tijdsduur 100 minuten. Deze toets bestaat uit 4 opgaven (54 punten). Gebruik eigen grafische rekenmachine en BINAS toegestaan. Veel succes!

Technische Universiteit Eindhoven Bachelor College

Examen HAVO - Compex. natuurkunde 1,2

HEREXAMEN EIND MULO tevens IIe ZITTING STAATSEXAMEN EIND MULO 2009

aluminium 2,7 0, ,024 ijzer 7,9 0, ,012

natuurkunde Compex natuurkunde 1,2 Compex

Opgave 1 Afdaling. Opgave 2 Fietser

Als de trapper in de stand van figuur 1 staat, oefent de voet de in figuur 2 aangegeven verticale kracht uit op het rechter pedaal.

Eindexamen havo natuurkunde pilot I


Uitwerkingen VWO deel 1 H2 (t/m par. 2.5)

Eindexamen natuurkunde havo I

Eindexamen natuurkunde 1 vwo II

In de figuur hieronder zie je een Elektromagnetische golf: een golf die bestaat uit elektrische en magnetische trillingen.(zie figuur).

Leerstof: Hoofdstukken 1, 2, 4, 9 en 10. Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, binas 6 de druk. Let op dat je alle vragen beantwoordt.

Eindexamen natuurkunde pilot havo I

Woensdag 24 mei, uur

Examen HAVO - Compex. natuurkunde 1,2 Compex

Examen HAVO. natuurkunde 1

Je geeft de antwoorden op deze vragen op papier, tenzij anders is aangegeven.

Examen VMBO-BB. natuur- en scheikunde 1 CSE BB. tijdvak 1 maandag 18 mei uur. Beantwoord alle vragen in dit opgavenboekje.

Examen VWO. tijdvak 1 vrijdag 20 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

natuurkunde 1,2 Compex

Voorbeeldexamen HAVO. natuurkunde. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM HEREXAMEN HAVO 2015

4900 snelheid = = 50 m/s Grootheden en eenheden. Havo 4 Hoofdstuk 1 Uitwerkingen

oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgaven en uitwerkingen vind je op Oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgave 1.

Maandag 15 juni, uur

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2019 TOETS APRIL 2019 Tijdsduur: 1h45

Exact Periode 7 Radioactiviteit Druk

Woensdag 30 augustus, uur

natuurkunde Compex natuurkunde 1,2 Compex

Examen VWO. natuurkunde 1. tijdvak 2 woensdag 24 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Eindexamen natuurkunde compex vwo I

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2003-I

Examen HAVO en VHBO. Natuurkunde

2 H-ll EXAMEN HOGER ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1974 NATUURKUNDE. Woensdag 28 augustus, uur. Zie ommezijde

Examen HAVO. natuurkunde (pilot) tijdvak 1 vrijdag 28 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

natuurkunde havo 2018-I

Fysica. Indien dezelfde kracht werkt op een voorwerp met massa m 1 + m 2, is de versnelling van dat voorwerp gelijk aan: <A> 18,0 m/s 2.

OOFDSTUK 8 9/1/2009. Deze toets bestaat uit 3 opgaven (31 punten). Gebruik eigen grafische rekenmachine en BINAS toegestaan. Veel succes!

natuur- en scheikunde 1 CSE GL en TL COMPEX

Fysica. Een voorwerp wordt op de hoofdas van een dunne bolle lens geplaatst op 30 cm van de lens. De brandpuntsafstand f van de lens is 10 cm.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT Faculteit der Civiele Techniek en Geowetenschappen

natuur- en scheikunde 1 CSE BB

Exact Periode 5. Dictaat Licht

MAVO-D II. Donderdag 13 junj, uur. Dit examen bestaat uit elf opgaven Bijlage: 1 antwoordblad

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2000-I

Eindexamen natuurkunde pilot havo I

Eindexamen vwo natuurkunde I

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2012 TOETS APRIL uur

Exact Periode 5 Niveau 3. Dictaat Licht

natuurkunde vwo 2015-II

eenvoudig rekenen met een krachtenschaal.

Vrijdag 19 augustus, uur

TENTAMEN NATUURKUNDE

Examentraining HAVO5 Oriëntatietoets 1

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2005-I

Eindexamen natuurkunde vwo I

Examen HAVO. natuurkunde (pilot) tijdvak 1 woensdag 30 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Eindexamen havo natuurkunde pilot I

Uitwerkingen. T2: Verbranden en Ontleden, De snelheid van een reactie en Verbindingen en elementen

Examen HAVO. natuurkunde 1,2. tijdvak 1 woensdag 23 mei uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

NATUURKUNDE. a) Bereken voor alle drie kleuren licht de energie van een foton in ev.

XXX INTERNATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE PADUA, ITALIË THEORIE-TOETS

Tentamen Natuurkunde

natuur- en scheikunde 1 CSE GL en TL

Transcriptie:

James Boswell Instituut Universiteit Utrecht Tentamen VWO Versie Datum: dinsdag 27 juli 2010 Tijd: Opgaven: 13:00 16:00 uur (3 uur) 6 (26 vragen) Bijlagen: 2 (bij opgaven 4 en 6) Maak iedere opgave op een apart vel. Vermeld op ieder vel je naam. Antwoorden zonder berekening of motivatie worden niet gehonoreerd. Antwoorden met een fout in de significantie van meer dan één cijfer, in de groot of eenheden of in een combinatie hiervan levert een punt aftrek per afzonderlijke vraag op. Het gebruiken van tipp ex e.d. of het schrijven met potlood is niet toegestaan. Eventuele aanvullende gegevens zijn te vinden in BINAS 5 e druk. Normeringsvoorstel: Vraag Punten Vraag Punten Vraag Punten Vraag Punten 1 3 9 3 17 3 25 3 2 4 10 4 18 3 26 4 3 3 11 3 19 4 4 3 12 3 20 4 5 4 13 3 21 3 6 4 14 3 22 4 7 3 15 3 23 3 8 4 16 4 24 4 Eindcijfer is (behaalde punten/maximum punten) * 9 + 1

Maak elke opgave op eenn apart vel. Zet op elk vel je naam! Opgave 1: Heteluchtballon Een heteluchtballon is gevuld met lucht diee verwarmd wordt door branders. Bij het vullen wordt lucht met een temperatuur van 20 C in de ballon geblazen tot deze eenn volume heeft van 490 m 3. De ballon is dan nog niet op zijn maximale volume. Daarna gaan de branders aan en wordt de lucht verwarmd tot 56 C. Hett volume van de ballon is dan maximaal. Tijdens het opwarmen is de druk van de lucht constant en ontsnapt er geen lucht uit de ballon. 1. Bereken het maximale volume van de ballon. De branders werken op propaangas. Ga ervan uit dat alle warmte ten goede komt aan het opwarmen van de 6,0 10 2 kg lucht in de ballon. De soortelijke warmte van de lucht is 1,0 10 3 J/(K..kg). Per minuut verbrandt 53 dm 3 propaangas. 2. Bereken hoe lang de branders aan staan. Tijdens de ballontocht koelt de lucht in de ballon af en daalt de ballon. b De branders moeten dan weer worden aangezet. De massa van de lucht in de ballon neemt dan af. De onderkant van de ballon staatt in open verbinding met de buitenlucht. Het volume van de ballon blijft constant. 3. Leg uit waarom de massaa van de lucht in de ballon kleiner wordt alss de branders aan staan. Natuurkun nde 2

Opgave 2: Ophaalbrug In Friesland zijn veel kleine vaarten. Over deze vaartjes liggen soms kleine ophaalbruggen. Sommige van deze bruggen zijn onbemand. Een watersporter die de brug wil passeren moet hem zelf openen door aan een ketting te trekken. In onderstaande figuur is de brug schematisch getekend. In deze figuur zijn enige afmetingen aangegeven. In de rechterfiguur is de brug in geopende stand getekend. Het wegdek van de brug draait om punt A. Wrijvingskrachten in de scharnieren worden verwaarloosd. Om de brug te openen, oefent de kabel BC een minimale kracht van 5,9 10 2 N uit op het uiteinde van het wegdek (punt B). Het zwaartepunt van het wegdek bevindt zich midden tussen A en B. Zie de figuur. 4. Bepaal de massa van het wegdek van de brug. Om de brug te openen trekt de watersporter aan de ketting in punt E. Aan het uiteinde E van de top lat EC is een extra massa aangebracht van 63 kg. De massa van de top lat zelf is te verwaarlozen. De top lat draait om punt D. 5. Bepaal de grootte van de kracht waarmee de watersporter minstens aan de ketting moet trekken om de brug te openen. Op het wegdek van de brug ligt een baksteen met een massa van 1,4 kg. Als de brug geopend wordt, schuift de baksteen bij een bepaalde stand van de brug met een constante snelheid langs het wegdek naar beneden. In die stand is de hoek die het wegdek maakt met het horizontale vlak 28. 6. Bepaal de grootte van de wrijvingskracht tussen de baksteen en het wegdek. 3

Opgave 3: De hei installatie valt een zwaar metalen In een hei installatie heiblok van 2000 kg op een betonnen heipaal. Het blok valt in een cilindervormige buis die de heischacht wordt genoemd. Het blok k past precies in de schacht. De valhoogte is 15 m, gerekend van de onderkant van het heiblok tot de bovenkant van de heipaal. 7. Bereken de snelheid waarmee het blok op de paal komt. Verwaarloos hierbij de wrijvingskrachten. In werkelijkheid wordt de klap van het blok op de paal gedempt doordat onder het blok dee lucht wordt samengeperst. Daardoor wordt eenn naar boven gerichte kracht op het blok uitgeoefend. De doorsnede van de heischacht is 200 cm 2. De buitenlucht tdruk is 1,0 bar. 8. Bereken de naar boven gerichte netto kracht van de lucht op het blok als het blok 10 m is gevallen. Neem daarbij aan dat de temperatuur van de lucht niet verandert en dat er geen lucht uit de schacht ontsnapt. In werkelijkheid neemt de temperatuur vann de lucht tijdens het samenpersen sterk toe. 9. Leg uit of de in de vorige vraag berekende kracht in werkelijkheid groter of kleiner is. Op zeker moment is de luchtdruk onder het heiblok zo groot dat d de zwaartekracht op het blok wordt gecompenseerd. Het blok schiet vervolgens door zijn traagheid door en raaktt de heipaal. In feite zorgt dit luchtkussen ervoor dat de kop van de heipaal niet verbrijzeld wordt. Als het blok op de paal komt wordt alle energie van het blok door de paal opgenomen waardoor de paal in de grond wordt gedreven. Om het heiblok vervolgens weer omhoog te krijgen wordt op het juiste moment een kleine hoeveelheid dieselolie tussen blok enn paal gespoten. Deze ontbrandt direct door de combinatie van hoge druk en temperatuur. De kracht van de explosie drijft het blok omhoog. 10. Bereken hoeveel ml dieselolie minimaal nodig is om het blok b weer op de oorspronkelijkee hoogte te brengen. Neem hierbij aan dat het rendementt van de explosie 20% is. Neem voor de verbrandingswarmtee van dieselolie dezelfde als voorr stookolie. De klap van het blok op de paal produceert een geluidsdruk van 110 db op een afstand van 5, 0 meter. Natuurkun nde 4

11. Bereken hoever je van de hei installatie moet gaan staan om een geluidsdruk te horen van 80 db. De tijd tussen twee klappen is 1,5 s. Als je verder weg gaat staan dan komt er een tijdsverschil tussen wat je hoort en wat je ziet. Op een afstand van 500 m van de installatie is dit tijdsverschil zo groot dat je de vorige klap hoort samenvallen met diegene die je op dat moment ziet. 12. Bereken de geluidssnelheid. 5

Opgave 4: Zonnecel Een zonnecel geeft een spanning die afhankelijk is van de hoeveelheid licht die op de cel valt. Je kunt een zonnecel dus beschouwen als een variabele spanningsbron. De cel heeft ook een zogenaamd de inwendige weerstand R i die onafhankelijk is van de spanningg die de cel geeft. Als je de spanning U over de cel meett (dus tussen de punten A en B) B dan is dat de spanning die de kale cel geeft (die noemen we U i ) minus de spanning over R i. Die D laatste hangt natuurlijk af van de stroom die de cel levert. Zie het onderstaande schema. 13. Leg uit waarom de spanning over R i afhangt van de stroom. Cornelis wil het vermogen onderzoeken dat de cel levert bij verschillende belastingen, dat wil zeggen bij verschillende weerstanden (die noemenn we uitwendige weerstanden R u ) die hij tussen A en B aansluit. Om hett vermogenn te berekenen moet hij dan dee stroom I door en de spanning U over R u meten. 14. Teken het schema van de schakelingg die hij gebruikt. Neem in dit schema een stroommeter, een spanningsmeter, de zonnecel en R u op. Natuurkun nde 6

Cornelis verkrijgt de volgende metingen. Deze tabel staat ook in de bijlage. Ru(kΩ) U(V) I (ma) 0,5 0,7 1,4 1,0 1,25 1,3 5,0 3,1 0,63 10 3,8 0,38 De cel ontvangt tijdens deze metingen een constante hoeveelheid licht. 15. Bereken voor iedere R u het afgegeven vermogen P en noteer dat in de tabel op de bijlage. Met een zogenaamde Lux meter bepaalt Cornelis het vermogen van het op de cel vallende licht. Dit blijkt 2,7 W/m² te zijn. De oppervlakte van de cel is 25 cm². 16. Bepaal het maximale rendement van de zonnecel dat uit de metingen blijkt. Cornelis vraagt zich af of hij uit de meetgegevens ook Ui en R i kan berekenen. Hij realiseert zich dat er geldt: U = U i I x R i. Hij maakt een diagram waarin hij U uitzet tegen I en verwacht op grond van die laatste formule dat dit een rechte lijn zal opleveren. Dit diagram staat in de bijlage. 17. Zet alle meetgegevens uit de tabel in het diagram op de bijlage. 18. Bepaal uit het diagram U i en R i. 7

Opgave 5: Heliumionen Het gas helium vinden we vooral in sterren. Om een heliumatoom te ioniseren is een energie nodig van 24,6 ev. Dit ioniseren kan plaatsvinden door een botsend elektron. 19. Bereken de snelheid die een elektron minstens moet hebben om een heliumatoom te kunnen ioniseren. Dit heliumion kan vanuit de grondtoestand in een aantal aangeslagen toestanden gebracht worden. Het overgebleven elektron beweegt zich dan in een baan die verder van de kern afligt. Een aantal van deze energietoestanden van het He + ion is weergegeven in het energieniveauschema hiernaast. Bij overgang van een hogere naar een lagere energietoestand wordt straling uitgezonden. Eén van deze overgangen levert zichtbaar licht op. 20. Bepaal met behulp van het energie niveauschema de golflengte van dit licht. Binnenin een ster worden heliumionen verder geïoniseerd, zodat alleen de kernen overblijven. Van deze heliumkernen komen twee isotopen voor, helium 3 en helium 4. Bij botsingen tussen heliumkernen kunnen fusiereacties optreden. Bij één van deze reacties fuseren een helium 3 kern en een helium 4 kern tot één nieuwe kern, zonder andere reactieproducten. 21. Geef met behulp van een reactievergelijking aan welke nieuwe kern er ontstaat. Als twee helium 3 kernen fuseren, vindt de volgende reactie plaats: 3 He + 3 He 4 He + 2 p 22. Bereken de energie in MeV die bij deze fusiereactie vrijkomt. Geef de uitkomst in vier significante cijfers. Opgave 6: De telefoon Bij het telefoneren wordt geluid door een microfoon omgezet in elektrische spanning. Dit kan met behulp van een stalen trilplaatje waaraan een permanent magneetje is vastgemaakt. Het magneetje bevindt zich vlak boven een spoeltje. In de nevenstaande figuur is dit schematisch weergegeven. Door het geluid gaan het plaatje en het magneetje trillen. Daardoor verandert de door het spoeltje omvatte flux. In onderstaande figuur is aangegeven hoe de flux verandert bij een bepaalde trilling van het plaatje. 8

De steeds van grootte veranderende flux veroorzaakt een veranderende inductiespanning over het spoeltje, die we het spanningssignaal noemen. 23. Noem een tijdstip waarop de inductiespanning 0,0 V is. Licht je antwoord toe. Bij moderne telefoons wordt de grootte van het spanningssignaal uitgedrukt in een binair getal. Om signalen tussen 0 V en 2,00 V om te zetten, wordt een 7 bits AD omzetter gebruikt. 24. Bereken welk binair getal hoort bij een spanning van 1,388 V. Tegenwoordig worden digitale signalen vaak omgezet in lichtsignalen, die vervolgens worden doorgegeven via glasvezelkabels. Deze kabels hebben een zeerr kleine doorsnede van 1,2 10 8 m 2 en zijn gemaakt van kwartsglas dat een dichtheid heeft van 2,5 10 3 kg/m 3. Iemand heeft berekend dat voor de vervanging van allee telefoonkabels in Nederland 8,0 10 5 kg kwartsglas nodig is. 25. Bereken de totale lengte van de glasvezelkabels die in Nederland nodig zijn. Glasvezelkabels zijn erg buigzaam, waardoor er gemakkelijkk bochten in komen. Voor niet te scherpe bochten blijven lichtstralen binnen de kabel, maar als de bocht te scherp is, treden ze naar buiten. De brekingsindex vann het kwartsglas is 1,55. In de volgende figuur is een lichtstraal getekend in een glasvezelkabell waar een bocht in zit. De figuur staat ook op de bijlage. 26. Leg uit of de lichtstraal bij deze bocht binnen de kabel blijft en tekenn in de figuur op de bijlage het verdere verloop van de lichtstraal. Bepaal daartoe eerst de invalshoek. 9

Naam.. Bijlage bij opgave 6 11