Eindexamen natuurkunde vwo 005-I 4 Beoordelingsmodel Opgave Nucleaire diagnostiek Maximumscore uitkomst: N 5,0 8 0 A 400,70,480 Bq. ln ln Er geldt A N, zodat,48 0. 68,600 N Hieruit volgt 8 N 5,0. omrekenen van curie naar Bq opzoeken van de halveringstijd van 99 Mo en omrekenen in seconde completeren van de berekening Maximumscore voorbeeld van een antwoord: Met een badge registreert men de in een bepaalde periode opgelopen straling(sbelasting) / dosis(equivalent). / Hoe meer straling, des te hoger de meetwaarde bij het uitlezen van de badge. Door de meetperiode niet te lang te maken, kan de laborant tijdig gewaarschuwd worden. / Bij een te hoge gemeten dosis kan de laborant tijdelijk op non-actief worden gesteld / minder met radioactieve preparaten in aanraking gebracht worden. inzicht dat een badge de opgelopen stralingsdosis registreert inzicht dat de radiodiagnostisch laborant enige tijd niet blootgesteld mag worden aan radioactiviteit indien de badge een te hoge dosis heeft geregistreerd www. - -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I uitkomst: bio, 0 uur voorbeelden van een berekening: methode In de formule kan men drie gegevens invullen: Dit geeft: 0,50 0 0 At A /6,0 / bio / bio bio,0 u. inzicht dat 0 At A 0,500 ; t u; = 6,0 u. 6,50 log 6,50 log - bio 0,50 0 opzoeken halveringstijd van 99m Tc en invullen in de gegeven formule invullen van t = (uur) in de gegeven formule completeren van de berekening methode Na uur is over ten gevolge van het -verval: At A0 0,079 A / / bio bio Vervolgens: 0,00050A00,079A0, zodat 6,50. Hieruit volgt bio, 0 u. At inzicht dat eerst / t /6 0. A0 met 6,0 u gebruikt moet worden At 0, 079A0 t inzicht dat vervolgens At A0 0,00050 0 waarin 0 / bio gebruikt moet worden waarin At A A de uitkomst van de eerste stap is completeren van de berekening Maximumscore 4 voorbeeld van een antwoord: 99m Tc is geschikt voor medisch onderzoek omdat:. de bij het verval ontstane gammastraling een groot doordringend vermogen heeft en dus nauwelijks in het lichaam wordt geabsorbeerd;. de halveringstijd (6,0 uur) is lang genoeg om onderzoek te kunnen doen;. de dochterkern is (vanwege de grote halveringstijd) vrijwel niet radioactief. Gammastraling heeft een groot doordringend vermogen en is dus goed te detecteren aan de buitenkant (of: nauwelijks in het lichaam geabsorbeerd) De halveringstijd (6,0 uur) is lang genoeg om onderzoek te kunnen doen (of: de halveringstijd (6,0 uur) is zodanig, dat na enkele dagen de activiteit flink is afgenomen) De dochterkern is (vanwege de grote halveringstijd) vrijwel niet radioactief www. - -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Opgave Schommelboot Maximumscore 5 uitkomst: m De slingertijd T,67, s. Dit ingevuld in de slingerformule T 7,. 9,8 Hieruit volgt: m. levert g gebruik van slingerformule inzicht dat de gemeten tijd de helft is van de slingertijd completeren van de berekening Maximumscore 6 voorbeelden van argumenten (twee van de volgende): De boot heeft een te grote uitwijking(shoek) om de formule te mogen gebruiken. Door de eigen afmetingen van de boot is de afstand PQ groter dan de slingerlengte (aangezien het zwaartepunt van de boot niet samenvalt met Q). De massa van de stellage waarmee de boot is opgehangen mag niet verwaarloosd worden (zodat het zwaartepunt van de slinger niet samenvalt met Q). De boot wordt aangedreven en slingert dus niet noodzakelijkerwijs in zijn eigenfrequentie. Het is geen mathematische slinger, terwijl wel de daarbij behorende formule wordt gebruikt. per juist argument 7 uitkomst: PQ = 5 m voorbeeld van een bepaling: De foto is 748 mm en het negatief 6 4 mm. De foto is dus,0 keer zo groot als het negatief. PQ op de foto is,95 cm. De lengte van PQ op het negatief is dus 0,50,95,0 cm. b f 0,050 Voor de vergroting geldt N dus N, 5 0. v v 7,00 De werkelijke lengte PQ is 5 m., 5 0 inzicht dat de vergrotingsfactor van het negatief naar de foto bepaald moet worden opmeten van PQ op de foto en inzicht dat de afmeting van PQ op het negatief bepaald moet worden inzicht f N of gebruik van b en N v f v b v completeren van de bepaling www. - -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Maximumscore 8 voorbeeld van een antwoord: juist argument voor Anne: Als de stokken dicht bij elkaar staan, ligt de aldus bepaalde snelheid vlakbij de maximale snelheid. juist argument voor Bas: Als de stokken ver uit elkaar staan is de tijdsduur nauwkeuriger te meten. (Bovendien is de fout in de afstandsmeting kleiner.) juist argument voor Anne juist argument voor Bas Maximumscore 9 uitkomst: v 7,96 ms v Er geldt fw fb, dus in het laagste punt geldt: v v Hieruit volgt b v b 7,96 ms. 4 89 800. 4 v b v gebruik van fw fb v vb opzoeken van de geluidssnelheid completeren van de berekening www. - 4 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Opgave Pelikanen Maximumscore 0 uitkomst: s 9 m voorbeelden van een schatting: methode Per minuut maakt een pelikaan 45 slagen. Dat is 4560,70 slagen per uur. In één uur vliegt hij 50 km. 500 Dus per slag legt hij gemiddeld 9 m af.,7 0 berekenen aantal vleugelslagen per uur óf afstand per minuut inzicht afstand van één slag is afstand per uur (of per minuut) gedeeld door het aantal slagen per uur (of per minuut) completeren van de schatting methode 45 slagen per minuut komt neer op een tijd van 60, s per vleugelslag. 45 De snelheid is 50 km h,9 ms. Dus s vt,9, 9 m. berekenen tijd per vleugelslag gebruik van s vt met v omgerekend in ms completeren van de schatting uitkomst: F 9 N voorbeeld van een bepaling: De kracht die de pelikaan uitoefent, is te berekenen met de formule F Fw ma, waarbij a kan worden bepaald uit de helling van de grafiek op een punt waar de grafiek het v steilst omhoog loopt. Uit de raaklijn in dat punt volgt: a,8 ms. Voor de kracht t volgt hiermee: F 7,5,88 9 N. gebruik van F Fw ma tekenen van een raaklijn op t = 0 s of t = 4, s of t = 8, s bepalen van a met een marge van 0, ms completeren van de bepaling Opmerking Wanneer steilheid bepaald voor t s: maximaal punten. www. - 5 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Maximumscore 5 uitkomst: k 0, 48 (kg m ) voorbeeld van een bepaling: Het silhouet van de pelikaan bestaat uit 5 hokjes. Dat komt overeen met een oppervlakte van 5,0 0 cm,50 cm 0,5 m. De snelheid v van de pelikaan op t = 4, s is, ms. De waarde van k valt nu te berekenen uit: 8 k 0,5,. Hieruit volgt: k 0,48 kgm. bepalen aantal hokjes van de frontale oppervlakte (met een marge van 4) berekenen werkelijke frontale oppervlakte aflezen snelheid op t = 4, s (met een marge van 0, ms ) gebruik van de formule Fw k Av met Fw 8 N completeren van de bepaling antwoord: 8% Er geldt E Pt. E E geldt Pt Pt, zodat Omdat V-vlucht solo-vlucht V solo P t t t,6 t. solo V-vlucht solo solo solo PV-vlucht 0,4 zodat Ook geldt s v t sv-vlucht vt,0 v V-vlucht solo,6 tsolo, 8 ssolo. De afstand die de pelikanen kunnen afleggen neemt dus met 8% toe. gebruik van E Pt inzicht dat t,6 t V-vlucht solo gebruik van s v t en inzicht dat vv-vlucht,0 vsolo completeren van de berekening Opmerking Wanneer op grond van lineaire benadering antwoord 4% gevonden: maximaal punten. www. - 6 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Opgave 4 Helios 4 uitkomst: 0,05 kgm voorbeelden van een berekening: methode 5 pv pv, 0 0,000 V Gebruik met V = m levert: V 85, m. T T 7 0 Dezelfde massa lucht heeft op 0 km hoogte een 85, maal zo groot volume.,9 Dus geldt voor de dichtheid van lucht op 0 km hoogte: 0,05 kg m. 85, pv pv gebruik van T T waarden voor p en T op de grond en p en T op 0 km hoogte ingevuld inzicht dat (bij dezelfde massa of aantal mol) de verhouding van de dichtheid van de lucht omgekeerd evenredig is met de verhouding van het volume completeren van de berekening methode nrt De algemene gaswet luidt pv nrt dus V. p m mp Omdat geldt kan men schrijven: waarin m, n en R constanten zijn. V nrt Als men de dichtheid op 0 km hoogte vergelijkt met die op zeeniveau, geldt: p(0) T(0), 000 7 0 (0),9 0,05 kgm. 5 p(0) T(0), 0 0 0 gebruik van pv nrt inzicht dat dichtheid alleen afhangt van p en T waarden voor p en T op de grond en op 0 km hoogte ingevuld completeren van de berekening www. - 7 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I 5 uitkomst: 0,40% 50 De snelheid v = =,9 ms.,6 De arbeid die per s nodig is: Pnuttig = Fv 6, 0,9 8, W. 4 Het elektrische vermogen Pel 4,50 =,0 W. Het percentage van het elektrisch vermogen dat in nuttig vermogen wordt omgezet is Pnuttig 8, 00% 00% 0,40%. 4 P,0 el snelheid omgerekend naar ms Wnuttig gebruik van Pnuttig = Fv of Wnuttig Fs èn Pnuttig t Pnuttig gebruik van 00% Pel completeren van de berekening 6 uitkomst: E 6 MJ (of 7, kwh) el Het vermogen dat van de zonnestraling afkomt en in elektrische energie wordt omgezet is: 4 Pel 0,08 0,95 74,6,4 0,80 W. 4 Daarvan wordt 4,50,0 W gebruikt door de motoren. Het vermogen dat overblijft voor de accu s is 7,0 W. Dus wordt in één uur aan de accu s een energie van geleverd. 7 E Pt 7,0 600,60 J inzicht dat het oppervlak dat zonlicht opvangt, gelijk is aan 0,95 b van de Helios inzicht dat het opvallend vermogen gelijk is aan de intensiteit maal het oppervlak èn het rendement van de zonnecellen in rekening gebracht inzicht dat het vermogen voor de accu s gelijk is aan Pel 4,5 0 W completeren van de berekening www. - 8 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Opgave 5 Sauna Maximumscore 7 voorbeeld van een antwoord: De spanning van 98 V is 98, 7 maal zo hoog als de netspanning van 0 V. 0 U Voor het vermogen geldt: P. Dus bij gelijkblijvende weerstand R wordt R, 7 maal het vermogen zo groot. inzicht dat spanning,7 maal zo groot wordt U gebruik van P UI of inzicht dat P of P I R R completeren van de berekening Maximumscore 8 voorbeeld van een antwoord: Het zweet verdampt. Hiervoor is warmte nodig. Deze warmte wordt aan de (lucht om de) huid onttrokken. inzicht dat het zweet verdampt inzicht dat hiervoor warmte nodig is inzicht dat deze warmte aan de (lucht om de) huid onttrokken wordt Maximumscore 9 uitkomst: m 0,7 kg De (waterdamp)druk =,5 kpa. Het aantal mol waterdamp is te berekenen met de algemene gaswet: pv,50 4 n 9,4 mol. De massa is 9, 4 80 0,7 kg. RT 8,6 gebruik van de ideale gaswet met R opgezocht inzicht p,50 Pa waterdamp completeren van de berekening www. - 9 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Maximumscore 0 uitkomst: C 7, 40 J K 4 Bij het verwarmen geldt: Q Ctotaal T. Beschouw een tijdsduur van,0 s. Invullen geeft:,60 C 0,7. Hieruit volgt: Voor de lucht geldt: Zodat: totaal C totaal kj K. C damp+lucht 47 kj K. C wanden, banken en andere voorwerpen 47 74 kj K., 0 inzicht dat er maal het vermogen nodig is per K temperatuurstijging 0, 7 berekenen totale warmtecapaciteit completeren van de berekening Maximumscore uitkomst: sensor a is het meest geschikt voorbeeld van een uitleg: Met een sensor die in de buurt van 90 C de grootste gevoeligheid heeft kan men het nauwkeurigst de temperatuur regelen. De gevoeligheid is de steilheid van de karakteristiek, dus kan sensor a het best gebruikt worden. inzicht dat de gevoeligheid van de sensor bepalend is voor de nauwkeurigheid van de temperatuurregeling inzicht dat sensor a bij 90 C de grootste gevoeligheid heeft Opmerking Antwoord zonder gevoeligheid : 0 punten. www. - 0 -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Opgave 6 Etalageverlichting Maximumscore uitkomst: 56 s voorbeeld van een bepaling: (Op t = 0 gaat de rode lamp aan.) Omdat de pulsgenerator is ingesteld op Hz, ontvangt de teller puls per s en zal de 56-uitgang pas hoog worden na 56 s. Op dat moment gaat de rode lamp uit. De rode lamp brandt dus van t = 0 tot t = 56, dus 56 s. inzicht dat de tellerstand elke seconde hoger gaat completeren van de bepaling Opmerking Juiste inzicht maar als antwoord gegeven 55 s: goed rekenen. Maximumscore antwoord: kleur lamp brandt bij tellerstand uitgang 56 uitgang 5 rood 0 t/m 55 laag laag geel 56 t/m 5 hoog laag groen 5 t/m 767 laag hoog blauw 768 t/m 0 hoog hoog rood geel groen blauw Hz pulsgenerator telpulsen 087 4 8 6 & & & & aan/uit 64 8 reset 56 5 04 teller tabel volledig goed één van de lampen conform de tabel aangesloten completeren van de schakeling www. - -
Eindexamen natuurkunde vwo 005-I Maximumscore 4 antwoord: 0 V de drie lampen parallel geschakeld schakelaars in serie met de lampen Maximumscore 5 antwoord: De twee halogeenlampen mogen niet worden aangesloten. voorbeeld van een bepaling: De schijf maakt 6 omwentelingen in 60 s, dus 606,60 omwentelingen per uur.,6 0 Dit komt overeen met een vermogen van,60 kw. 600 Het maximale vermogen dat op de smeltveiligheid mag worden aangesloten, bedraagt P UI 06,68 kw. Er is dus nog,68,60 = 0,08 kw over en dat is onvoldoende voor de extra lampen. berekenen van het huidige vermogen in de etalage gebruik van P UI voor het maximale vermogen van de smeltveiligheid consequente conclusie www. - -