a. Bepaal hoeveel langer. b. Bepaal met figuur 1 de snelheid waarmee de parachutist neerkomt.

Vergelijkbare documenten
a. Bepaal hoeveel langer. b. Bepaal met figuur 1 de snelheid waarmee de parachutist neerkomt.

De hoogte tijd grafiek is ook gegeven. d. Bepaal met deze grafiek de grootste snelheid van de vuurpijl.

Vernieuwde tweede fase 5vwo oefen-et 1 Dit opgaven en uitwerkingen vind je op

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

Samenvatting Natuurkunde Syllabus domein C: beweging en energie

VAK: natuurkunde KLAS: Havo 4 DATUM: 20 juni TIJD: uur TOETS: T1 STOF: Hfd 1 t/m 4. Opmerkingen voor surveillant XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Inleiding kracht en energie 3hv

snelheid in m/s Fig. 2

Opgave 2 Vuurtoren Natuurkunde N1 Havo 2001-II opgave 3

RBEID 16/5/2011. Een rond voorwerp met een massa van 3,5 kg hangt stil aan twee touwtjes (zie bijlage figuur 2).

Tentamen Mechanica ( )

je kunt T ook uitrekenen via 33 omwentelingen in 60 s betekent 1 omwenteling in 60/33 s.

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2006-I

Krachten (4VWO)

Examen HAVO. natuurkunde 1

Examentraining Leerlingmateriaal

Theorie: Snelheid (Herhaling klas 2)

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2006-I

UITWERKINGEN OEFENVRAAGSTUKKEN 5 HAVO. natuurkunde

J De centrale draait (met de gegevens) gedurende één jaar. Het gemiddelde vermogen van de centrale kan dan berekend worden:

Oefenopgaven versnelling, kracht, arbeid. Werk netjes en nauwkeurig. Geef altijd berekeningen met Gegeven Gevraagd Formule Berekening Antwoord

Leerstof: Hoofdstukken 1, 2, 4, 7, 9 en 10. Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, binas 6 de druk. Let op dat je alle vragen beantwoordt.

Uitwerkingen opgaven hoofdstuk 4

ATWOOD Blok A en blok B zijn verbonden door een koord dat over een katrol hangt. Er is geen wrijving in de katrol. Het stelsel gaat bewegen.

Kracht en beweging (Mechanics Baseline Test)

Samenvatting Natuurkunde Beweging en krachten

m C Trillingen Harmonische trilling Wiskundig intermezzo

Examen HAVO - Compex. natuurkunde 1,2 Compex

Samenvatting snelheden en

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2006-I

Rekenmachine met grafische display voor functies

Lessen in Krachten. Door: Gaby Sondagh en Isabel Duin Eckartcollege

Bergtrein. Figuur 2 staat ook op de uitwerkbijlage. a. Bepaal de afstand die de trein op t = 20 s heeft afgelegd.

BIOFYSICA: Toets I.4. Dynamica: Oplossing

Natuur- en scheikunde 1, energie en snelheid, uitwerkingen

Hoofdstuk 3 Kracht en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 8, Bewegen in functies

4. Maak een tekening:

c. Bereken van welke hoogte Humpty kan vallen zonder dat hij breekt. {2p}

Mkv Dynamica. 1. Bereken de versnelling van het wagentje in de volgende figuur. Wrijving is te verwaarlozen. 10 kg

Kracht en Energie Inhoud

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2006-I

Opgave 2 Een kracht heeft een grootte, een richting en een aangrijpingspunt.

In autotijdschriften staan vaak testrapporten van nieuwe auto s. In de figuur op de bijlage is zo n overzicht afgedrukt.

NASK1 - SAMENVATTING KRACHTEN en BEWEGING. Snelheid. De snelheid kun je uitrekenen door de afstand te delen door de tijd.

5,7. Samenvatting door L woorden 14 januari keer beoordeeld. Natuurkunde

Extra opdrachten Module: bewegen

Een bal wegschoppen Een veer indrukken en/of uitrekken Een lat ombuigen Een wagentjes voorduwen

2QGHU]RHNGRHQ. VWO-versie Onderzoek doen

NATUURKUNDE. Figuur 1

Onderzoek doen. VWO versie. VWO-versie Onderzoek doen Versie NAAM:

Naam van de kracht: Uitleg: Afkorting: Spierkracht De kracht die wordt uitgeoefend door spieren van de mens. F spier

-0,20,0 0,5 1,0 1,5 0,4 0,2. v in m/s -0,4-0,6

Het berekenen van de componenten: Gebruik maken van sinus, cosinus, tangens en/of de stelling van Pythagoras. Zie: Rekenen met vectoren.

Opgave 1 Afdaling. Opgave 2 Fietser

CRUESLI. Een pak Cruesli heeft een massa van 375 gram. De bodem van het pak is 4,5 cm breed en 14 cm lang. 1. Bereken de oppervlakte van de bodem.

Examen HAVO. natuurkunde 1,2

Fase 2: De waarnemingen Fase 3: De resultaten... 4

KLAS 5 EN BEWEGING. a) Bereken de snelheid waarmee de auto reed en leg uit of de auto te hard heeft gereden. (4p)

Hoofdstuk 3 Kracht en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Arbeid & Energie. Dr. Pieter Neyskens Monitoraat Wetenschappen pieter.neyskens@wet.kuleuven.be. Assistent: Erik Lambrechts

Uitwerkingen Tentamen Natuurkunde-1

Eindexamen vwo natuurkunde I

Opgave 2 Een sprong bij volleyball 2015 I

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Biomedische Technologie, groep Cardiovasculaire Biomechanica

Tentamen Natuurkunde I Herkansing uur uur donderdag 7 juli 2005 Docent Drs.J.B. Vrijdaghs

Deel 4: Krachten. 4.1 De grootheid kracht Soorten krachten

Voortgangstoets NAT 5 VWO 45 min. Week 49 SUCCES!!!

natuurkunde havo 2018-II

We hebben 3 verschillende soorten van wrijving, geef bij elk een voorbeeld: - Rollende wrijving: - Glijdende wrijving: - Luchtweerstand:

Mechanica. Contents. Lennaert Huiszoon. November 14, Inleiding 2

TENTAMEN NATUURKUNDE

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

CRUESLI. Een pak Cruesli heeft een massa van 375 gram. De bodem van het pak is 4,5 cm breed en 14 cm lang. 1. Bereken de oppervlakte van de bodem.

Examen VWO. Wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)

MBO College Hilversum. Afdeling Media. Hans Minjon Versie 2

De topsnelheid van de Eliica is 190 km/h. Bij die snelheid worden de wielen aangedreven met een nuttig vermogen van in totaal 92 kw.

Stevin havo Antwoorden hoofdstuk 3 Vectoren en hefbomen ( ) Pagina 1 van 14

BIOFYSICA: WERKZITTING 2 (Oplossingen) DYNAMICA

krachtenevenwicht Uitwerking:

Samenvatting Natuurkunde Samenvatting 4 Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen

Pretpark als laboratorium. Opdrachtenboekje secundair onderwijs

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 7, Krachten

jaar: 1990 nummer: 06

Naam: Klas: Repetitie versnellen en vertragen 1 t/m 6 HAVO

SO energie, arbeid, snelheid Versie a. Natuurkunde, 4M. Formules: v t = v 0 + a * t s = v gem * t W = F * s E Z = m * g * h F = m * a

Tentamen Fysica in de Fysiologie (8N070) deel AB herkansing, blad 1/5

Eindexamen natuurkunde 1-2 compex vwo 2007-I

Eindexamen vwo natuurkunde pilot 2014-II

Space Experience Curaçao

jaar: 1989 nummer: 17

Hoofdstuk 4: Arbeid en energie

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2002-I

Hoofdstuk 6 Energie en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Eindexamen natuurkunde pilot havo II

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2000-II

vwo wiskunde b Baanversnelling de Wageningse Methode

Domeinspecifieke probleemoplosstrategieën

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2004-II

Transcriptie:

Deze examentoets en uitwerkingen vind je op www.agtijmensen.nl Bij het et krijg je in 100 minuten ongeveer 22 vragen Et3 stof vwo6 volgens het PTA: Onderwerpen uit samengevat: Rechtlijnige beweging Kracht en moment Arbeid en energie Kromlijnige beweging Opgave 1. Parachute Joyce wil weten hoe een parachutesprong verloopt. Zij vraagt een ervaren parachutist om inlichtingen. Deze laat de (hoogte, tijd)-grafieken zien van twee van zijn sprongen. In het diagram van figuur 1 zijn beide (h,t)-grafieken weergegeven. Eén sprong is vanaf 5000 m hoogte en één sprong vanaf 800 m. Bij beide sprongen ging de parachute open op een hoogte van 700 m. Joyce merkt dat de parachutist met een vrije val niet hetzelfde bedoelt als wat daarover in haar natuurkundeboek staat. De parachutist bedoelt er het gedeelte van een val mee waarbij de parachute nog niet is geopend. De val van 5000 m naar 700 m duurt langer dan wanneer het een vrije val volgens het natuurkundeboek zou zijn. a. Bepaal hoeveel langer. b. Bepaal met figuur 1 de snelheid waarmee de parachutist neerkomt. We bekijken de sprong vanaf 5000 m hoogte. c. Leg uit of de wrijvingskracht op de parachutist (plus parachute) op een hoogte van 1500 m groter dan, kleiner dan of gelijk aan de wrijvingskracht op 500 m is. 1

Opgave 2. Een bootje op het strand. Een bootje van 80 kg ligt op het zand. Je trekt met 100 N aan het touw dat aan het bootje zit. De wrijvingskracht is 40 N. Zie figuur 2a. a. Bereken de versnelling. b. Bereken de normaalkracht. Fig. 2a In plaats van te trekken kun je de boot ook (weer onder een hoek van ) vooruit duwen. De wrijvingskracht is evenredig met de normaalkracht. Zie figuur 2b. c. Bereken opnieuw de versnelling. Fig. 2b Opgave 3. Een balk schuin houden. Een homogene balk van 10 kg en 2,20 m lengte wordt door spierkracht F in evenwicht gehouden. Zie figuur 3. De balk maakt een hoek van met de grond. De tekening is niet op schaal. a. Geef de arm van F en de arm van de zwaartekracht aan. Bepaal de grootte van de arm van kracht F en bereken de grootte van de arm van de zwaartekracht. b. Bereken de grootte van kracht F. F Fig. 3 Opgave 4. De waterkrachtcentrale van het Itaipu stuwmeer. Op de grens van Brazilië en Paraguay ligt de waterkrachtcentrale van Itaipu. De stuwdam is een van de grootste ter wereld. In het topjaar 2000 heeft de centrale 3,3 10 17 J elektrische energie opgewekt. Het water dat een generator aandrijft, stroomt een pijp in met een snelheid van 8,0 m/s en doorloopt een hoogteverschil van 120 m. Zie figuur 4. Per seconde stroomt er 690.10 3 kg water met 8,0 m/s de pijp in. De snelheid van het water achter het figuur 4 schoepenrad is te verwaarlozen. a. Bereken hoeveel generatoren er gemiddeld in bedrijf zijn. b. Bereken de kinetische energie van deze hoeveelheid water als het op het schoepenrad valt. Houd geen rekening met wrijving. c. Bereken het rendement waarmee de generator de kinetische energie en zwaarte-energie van het water omzet in elektrische energie. Als het stuwmeer te vol raakt worden er schuiven geopend. Een elektromotor trekt dan een schuif(deur) van 90.10 3 kg 10,0 m omhoog met een constante snelheid van 0,010 m/s. De wrijvingskracht is 1,0.10 4 N. d. Bereken de arbeid die daarbij door de elektromotor wordt verricht. e. Bereken het vermogen van de elektromotor. 2

5. Baseball. Je gooit een baseball horizontaal weg van 1,50 m hoogte. Op 10,0 m afstand tref je de catcher op 0,80 m hoogte. Verwaarloos de luchtweerstand. a. Bereken de tijd die de bal er over doet om de catcher te bereiken. b. Bereken de snelheid waarmee de bal is weggegooid. c. Bereken onder welke hoek (met de grond) de bal in de handschoen van de catcher terecht komt. 6. Een helling af rijden. Je rijdt zonder te trappen een helling af. Zie figuur 6. De hellingshoek is 5,0. Je bent (samen met de fiets) 100 kg. Er is geen spierkracht maar wel 10 N wrijvingskracht. a. Bereken de versnelling. b. Bereken de normaalkracht. Fig. 6 5,0 7. Rondjes fietsen. Je rijdt met de fiets (in totaal 110 kg) met een constante snelheid van 8,0 m/s. De rolweerstand is 5,0 N en de luchtweerstand is 10 N. a. Beredeneer hoe groot de stuwkracht moet zijn. Je rijdt nu rondjes met een straal van 20 m. b. Bereken de dwarswrijving in de bocht. c. Bereken de omlooptijd. Je slingert je sleutelbos van 100 gram rond aan een touw in een zogenaamde looping waarbij de middelpuntzoekende kracht 1,5 N is. Zie figuur 7d. d. Bereken de spankracht in het onderste punt. Fig. 7d 8. De massa van de aarde. De maan draait in 27,3 dagen om de aarde. De afstand aarde maan is 384.10 6 m. Bereken de massa van de aarde. 9. Tegen de vangrail Een auto rijdt met 30 m/s tegen een vangrail. De passagier van 100 kg heeft een gordel en komt in 0,05 s tot stilstand. Zie figuur 9. a. Bepaal de kracht die de gordel op de passagier uitoefent. b. Bepaal de afstand die de passagier aflegt tijdens het vertragen. snelheid in m/s Fig. 9 35 30 25 20 15 10 5 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t in s -------------------------------------- Einde -------------------------------------- 3

Uitwerking examentoets et3 vwo 6 Als je de oplosmethode niet ziet gebruik dan SPA (Systematische Probleem Aanpak). Noteer: Geg.: Gebruik symbolen en een tekening. Gevr. Gebruik symbolen en de tekening. Opl.: Bedenk wat het onderwerp is en zoek in BINAS de formules die bij dat onderwerp horen. Opgave 1. De parachute a. Geg.: Vrije val dus a = g = 9,81 en s=1/2at 2 Gevr.: t Opl.: s(t) = 5000-700 = 4300, 4300 = ½.9,81.t 2 t = 29,61 s. In werkelijkheid duurt het 60 s, dat is 60,0-29,61 = 30,4 s langer. b. v = r.c. van de (rechte) grafiek = 500/(234-96) = 3,6 m/s (Welke grafiek je gebruikt maakt niet uit; de r.c. van het rechte stuk is hetzelfde). c. - Op 1500 m hoogte is de s-t grafiek recht dus v = r.c is constant. Dus de krachten heffen elkaar op: F w =. - Op 500 m hoogte is de s-t grafiek ook recht dus v is constant. Dus F w =. - F w is in beide gevallen gelijk aan dus in beide gevallen heeft F w dezelfde waarde! Opgave 2. Een bootje op het zand. a. - Zie figuur 2a. Teken eerst de krachten (F,, F n en F w ) en ontbind F in een kracht naar rechts (F x ) en naar boven (F y ). F n F y - Bereken F x : cos = F x /100 F x = 86,6 N F w F x - F r = m.a F x - F w = m.a 86,6-40 = 80.a a = 0,58 m/s 2 b. - De component van F langs de y-as berekenen: sin = F y /100 F y = 50 N Fig. 2a - Langs de y-as heffen de krachten elkaar op anders zou hij door het vlak zakken of opstijgen... - berekenen: = m.g = 80. 9,81 = 785 N - F n + F y (totale kracht omhoog) = (totale kracht omlaag) F n + 50 = 785 F n = 735 = 7,4.10 2 N c. - Ook nu is F y = 50 N maar omlaag gericht. blijft 785 N - F n (omhoog) = F y + (beiden omlaag) = 50 + 785 = 835 N. - Gegeven is dat als F n = 735 N dan is F w = 40 N. F n en F w zijn evenredig. Fn is 835/735 keer zogroot geworden dus Fw ook. F w = 835/735. 40 = 45,4 N F = 100 N De berekening van de versnelling verloopt net zoals bij vraag a: F r = m.a F x - F w = m.a 86,6 45,4 = 80.a a = 0,515 = 0,52 m/s 2 Je kunt dus beter schuin omhoog trekken dan omlaag duwen. 4

Opgave 3. Een balk schuin houden. a. - Zie figuur 3a. De beide werklijnen zijn aangegeven met een streeplijn. Z is het midden van de balk. De arm is de loodrechte afstand van draaipunt tot werklijn van de kracht. r 2 is de arm van en r 1 is de arm van F 1 - r 1 = 2,20 m (gegeven) - r 2 berekenen: cos = r 2 /AZ cos = r 2 /1,10 r 2 = 0,95 m b. Hefboomwet: F 1.r 1 = F 2.r 2 wordt hier F.r 1 =.r 2 en = m.g = 10. 9,81 = 98,1 N gebruiken: Invullen: F. 2,20 = 98,1. 0,95 F = 42 N Fig. 3a A 30 r 2 werklijn van F F r 1 Z werklijn van Opgave 4 De waterkrachtcentrale van Itaipu. a. Geg.: E = 3,3 10 17 J elektrische energie. P = 7,0.10 5 kw = 7,0.10 8 W en t = 1 jaar = 3,15.10 7 s. Gevr. Hoeveel generatoren zijn gemiddeld in bedrijf geweest. Opl. Eén generator levert E = P.t = 7,0.10 8. 3,15.10 7 = 2,2.10 16 J De energie is dus geleverd door 3,3 10 17 J/2,2.10 16 J = 15,2 = 15 generatoren. b. Volgens de wet van behoud van energie geldt: E onder = (E z + E k ) boven = (mgh + 1/2mv 2 ) boven = 690.10 3. 9,81. 120 + ½. 690.10 3. 8,0 2 = 8,12.10 8 + 2,21.10 7 = 8,34.10 8 = 8,3.10 8 J (in 1 s) c. Geg.: W uit of E nuttig = 2,2.10 16 J in 1 jaar (zie 4a) E in = 8,34.10 8 J in 1 seconde (zie 4b) Gevr.: rendement Opl.: In 1 s is E in = 8,34.10 8 J. In 1 jaar (= 3,15.10 7 s) is E in = 8,34.10 8 J. 3,15.10 7 s = 2,63.10 16 J rendement = W uit /E in. 100% = 2,2 10 16 J/2,63.10 16 J.100% = 84 % d. Geg.: m = 90.10 3 kg, s = 10,0 m, v is constant Gevr.: W Opl.: Omdat v = constant is F motor = + F w en = m.g = 90.10 3. 9,81 = 8,83.10 5 N F motor = 8,83.10 5 + 1,0.10 4 = 8,93.10 5 N W = F.s = 8,93.10 5. 10,0 = 8,93.10 6 J e. Geg.: F motor = 8,93.10 5 N en v = 0,010 m/s Gevr.: P Opl.: P = F.v = 8,93.10 5. 0,010 = 8,93.10 3 W N.B.: Het kan ook met P = W/t. Je moet dan eerst t berekenen: s = v.t dus t = s/v = 10/0,010 = 1000 s. P = 8,93.10 6 J/1000s = 8,93.10 3 W 5. Baseball. Zie BINAS voor de formules horizontale worp: y(t) = ½gt 2 en x(t) = v x.t a. Vertikaal: y(t) = 1,50-0,80 = 0,70 m. y(t) = ½gt 2 0,70 = ½.9,81.t 2 t = 0,3778 = 0,38 s. b. Horizontaal: x(t) = v x.t 10,0 = v x. 0,3778 v x = 26,47 = 26 m/s 5

c. - Zie tekening: tanα = v y /v x. v x = 24,47 m/s (zie 5b) dus eerst nog v y berekenen: Verticaal is het een vrije val met a = g = 9,81 m/s 2 gedurende t = 0,3778 s (zie 5a) a = v/ t 9,81 = v/0,3778 v y = 3,706 m/s v y = 3,706 m/s Fig. 5c - tanα = 3,706/26,47 α = 7,97 = 8,0. Let op! Zet de GR in de deg mode! v x = 26,47 m/s α v 6. Wet van Newton. a. - Teken de zwaartekracht en ontbind deze in zijn componenten F x en F y, kies de x-as langs de helling. - = m.g = 100. 9,81 = 981 N - sin = F x /981 F x = 85,4 N - F r = m.a F x - F w = m.a 85,4-20 = 100.a a = 0,65 m/s 2 b. - De component van langs de y-as berekenen: cos = F y /981 F y = 976 N Fig. 6a - Langs de y-as heffen de krachten elkaar op... F n is ook 976 N = 9,8.10 3 N. F x F n F w F y 7. Rondjes fietsen. a. In de voorwaartse richting is v constant dus F r = 0 F spier = F w = 5,0 + 10 = 15 N b. De dwarswrijving is F mpz = m.v 2 /r = 100. 8,0 2 /20 = 3,2.10 2 N c. Formule: v = 2πr/T Invullen: 8 = 2π.20/T Uitkomst: T = 15,7 = 16 s d. F r = F mpz = 1,5 N (gegeven) en = m.g = 0,100. 9,81 = 0,981 N F r = F s - (Zie figuur 7d) 1,5 = F s - 0,981 F s = 2,5 N Let op! F s is groter dan want de resulterende kracht moet naar het middelpunt M gericht zijn.. M F s 8. De massa van de aarde. Fig. 7d F mpz = F g ofwel m 1 v 2 /r = G.m 1.m 2 /r 2 Eén r en de massa van het draaiende voorwerp (maanmassa m 1 ) kun je wegdelen: v 2 = G.m 2 /r m 2 = v 2.r/G - v bereken je met v = 2πr/T, de waarden van r en T vind je in BINAS: r = afstand aarde-maan = 384.10 6 m en T = omlooptijd maan = 27,32 dag = 2,360...10 6 s. v = 2πr/T = 1,023.10 3 m/s. - In BINAS vind je: G = 6,67.10-11 Nkg -2 m 2 m 2 = v 2.r/G = 6,0.10 24 kg 9. Tegen de vangrail. a. a = v/ t = (-)30/0,05 = (-)600 m/s 2 F r = m.a = 100. 600 = 6.10 4 N. b. Afstand is de oppervlakte onder de v-t grafiek: Opp. driehoek = ½. 0,05. 30 = 0,75 m De remweg van de passagier is 0,75 m. ----------------------------------------- Einde -------------------------------------------- snelheid in m/s 30 20 10 Fig. 9 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t in s 6