Herhalingsopgaven 6e jaar 1. Schijf A is door middel van een onuitrekbare rubber band verbonden met schijf B. Op schijf B is een grotere schijf C gemonteerd, zo dat ze draaien rond dezelfde as (zie figuur). Als je weet dat de straal van A gelijk is aan de straal van C, en dat de straal van A tweemaal groter is dan de straal van B, dan geldt voor de frequentie waarmee C ronddraait : 1. f C =2 f A 2. f C = f A 2 3. f C =4 f A 4. f C = f A 4 5. Geen van bovenstaande, het moet zijn : Omcirkel het juiste antwoord en verklaar uw antwoord op de achterkant. 2. Een bestelwagen met massa 3000 kg wil een vlakke bocht nemen met een straal van 150 m tegen 60 km/h. Het wegdek ligt nat, en de wrijvingscoëfficiënt tussen banden en wegdek bedraagt 0,5. Teken en benoem alle krachten die aangrijpen op de bestelwagen. Kan de bestelwagen de bocht nemen zonder te slippen? Bewijs uw antwoord. Indien niet, wat is dan de maximum snelheid waarmee de bestelwagen door de bocht kan gaan? 3. Bespreek en ontleed de krachtwerking op een massa van 2 kg, die is vastgemaakt aan een draadje en een ECB beschrijft op een horizontale tafel, wrijving is verwaarloosbaar. De straal van de cirkel is 0,6 m, en we weten van het draadje dat het 15 kg kan dragen vooraleer te breken. Wat is de maximum snelheid die de massa kan hebben voor dat het draadje breekt? 4. Een bestelwagen met massa 3000 kg wil een vlakke bocht nemen met een straal van 150 m tegen 60 km/h. Het wegdek ligt nat, en de wrijvingscoëfficiënt tussen banden en wegdek bedraagt 0,5. Kan de vrachtwagen de bocht nemen zonder te slippen? Bewijs uw antwoord. Indien niet, wat is dan de maximum snelheid waarmee de bestelwagen door de bocht kan gaan? Als achterin de bestelwagen een krat eieren staat, wat moet dan de minimale wrijvingscoëfficiënt zijn tussen de krat en de bodem van de bestelwagen wil de krat op zijn plaats blijven, als de bestelwagen de vermelde bocht neemt tegen 60 km/h? Teken en benoem eveneens alle krachten die inwerken op de krat. 5. Teken, bespreek en ontleed de krachtwerking op een auto met massa 2000 kg die een bocht
neemt met straal 150 m en 15 helling. Bereken de ideale snelheid als men geen beroep wil doen op wrijving. Hoe groot moet de wrijvingscoëfficient zijn in een vlakke bocht met zelfde straal zijn wil men de bocht met dezelfde snelheid kunnen nemen? Maak ook een schets van alle aangrijpende krachten (en benoem ze) in dat geval. 6. Een geladen deeltje met massa m en lading Q beweegt met een snelheid v in een homogeen magnetisch veld B, met de richting van de snelheid loodrecht op het magnetisch veld. Welke van onderstaande uitspraken zijn correct? 1. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven, en als we de snelheid verdubbelen, verdubbelt de straal. 2. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven, en als we de snelheid verdubbelen, verdubbelt de hoeksnelheid. 3. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven, en als we de snelheid verdubbelen, verdubbelt de periode en halveert de hoeksnelheid. 4. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven, en als we de snelheid verdubbelen, verdubbelt de straal en halveert de periode. 5. Alle bovenstaande uitspraken zijn fout. Verklaar uw antwoord(en). 7. Een karretje van een roller-coaster met 4 passagiers heeft een massa van 500 kg. Als het karretje een snelheid heeft van 20 m/s in punt A, hoe groot is de kracht die uitgeoefend wordt door het spoor op het karretje? Wat is de maximale snelheid dat het karretje kan hebben in punt B zonder dat het loskomt van het spoor? (tip : hoe groot is de normaalkracht uitgeoefend door het spoor op het karretje als het karretje loskomt?). Opgelet, de tekening zorgde hier en daar voor enige verwarring, het karretje gaat NIET over kop! 8. Een geladen deeltje met massa m en lading Q beweegt met een snelheid v in een homogeen magnetisch veld B, met de richting van de snelheid loodrecht op het magnetisch veld. Welke van onderstaande uitspraken zijn correct? Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven met straal R, terwijl een deeltje met zelfde lading, zelfde snelheid, maar massa 2m een cirkelvormige beweging zal beschrijven met straal 2R. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven met periode T, terwijl een deeltje met zelfde lading, zelfde snelheid, maar massa 2m een cirkelvormige beweging zal beschrijven met periode 2T. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven met frequentie f, terwijl een deeltje met zelfde massa, zelfde snelheid, maar lading 2q een cirkelvormige beweging zal
beschrijven met frequentie 2f. Het deeltje zal een cirkelvormige beweging beschrijven met frequentie f, en een deeltje met zelfde massa, zelfde snelheid, maar lading 2q zal ook een cirkelvormige beweging beschrijven met frequentie f, als we de grootte van het magnetisch veld verdubbelen. Alle bovenstaande uitspraken zijn fout. Verklaar uw antwoord(en). 9. Onderstaand diagram geeft de elongatie weer als functie van de tijd van een deeltje dat een harmonische trilling uitvoert. Als dezelfde tijdschaal genomen wordt, welke van de vier onderstaande figuren geeft dan het best de snelheidscomponent weer in functie van de tijd? A B C D E. Geen van bovenstaande figuren... Verklaar uw antwoord 10. De amplitude van een lichaam dat een harmonische trilling uitvoert, wordt verdubbeld. Welke van volgende uitspraken zijn dan waar? De totale energie verdubbelt, de maximale snelheid die het deeltje tijdens trilling bereikt eveneens, maar de periode blijft constant. De totale energie verviervoudigt, de maximale snelheid die het deeltje tijdens de trilling bereikt verdubbelt, en de periode blijft constant. De totale energie halveert, de maximale snelheid die het deeltje tijdens de trilling bereikt
blijft constant, en de periode halveert. De totale energie verviervoudigt, de maximale snelheid die het deeltje tijdens de trilling bereikt verdubbelt, en de periode halveert Geen van bovenstaande uitspraken is correct. Verduidelijk uw antwoord. 11. Welke van onderstaande uitspraken zijn waar? Verklaar uw antwoord. De beweging van een voorwerp dat een enkelvoudige harmonische trilling uitvoert is versneld van amplitude naar evenwicht en vertraagd van evenwicht naar amplitude. De beweging van een voorwerp dat een enkelvoudige harmonische trilling uitvoert is vertraagd van amplitude naar evenwicht en versneld van evenwicht naar amplitude. De beweging van een voorwerp dat een enkelvoudige harmonische trilling uitvoert is de eerste helft van de periode vertraagd van amplitude naar evenwicht en versneld van evenwicht naar amplitude, en in de tweede helft van de periode is het omgekeerd. De beweging van een voorwerp dat een enkelvoudige harmonische trilling uitvoert is de eerste helft van de periode versneld van amplitude naar evenwicht en vertraagd van evenwicht naar amplitude, en in de tweede helft van de periode is het omgekeerd. Geen van bovenstaande uitspraken is waar. 12. Voor een trilling is de snelheid -15 cm/s na een tijd van 2T/5. De maximale versnelling bedraagt 35 cm/s². o o Bereken de amplitude en de frequentie. Stel de vergelijking voor de elongatie op. 13. Een massa van 0,2 kg is opgehangen aan een veer en geeft in rust die veer een uitrekking van 5cm. Bepaal de frequentie van dit systeem. Als we, vanuit de rustpositie, de massa een energiepuls geven van 0,1 J, bepaal dan de amplitude van het systeem. Voor welke elongatie is de snelheid de helft van de maximale snelheid? 14. Een massa van 100 kg wordt opgehangen aan een veer, en rekt in evenwicht de veer uit over een afstand van 5 cm. Wat is de frequentie van dit systeem in geval van niet gedwongen trilling? Als de uitwijking op t = 0s 7 cm bedraagt en de snelheid op t = 0s bedraagt 10 m/s, bepaal dan de beginfase en de amplitude. 15. Een massa van 0,5 kg wordt opgehangen aan een touw van 75 cm lang. Men laat de massa aan het touw heen en weerslingeren zodat de maximale hoek die het touw maakt met de verticale gelijk is aan 10. Bepaal de frequentie. Bereken de totale energie van het systeem. Bij welke hoek zal de snelheid gelijk zijn aan een derde van de maximale snelheid? 17. Als we aan een bepaalde veer een massa van 1 kg in rust laten hangen, wordt de veer 10 cm uitgerokken. We hangen nu aan dezelfde veer een massa van 1,5 kg en laten deze nu trillen zo dat de snelheid bij doorgang door evenwichtsstand 15 m/s is. Bepaal nu: de frequentie de amplitude de totale energie
18. Een aantal slingers met verschillende slingerlengte zijn aan een gemeenschappelijk opgespannen touw vastgemaakt. Als de linkse slinger aan het slingeren gebracht wordt in het vlak loodrecht op de figuur (loodrecht op het blad), zullen alle andere slingers die door het gespannen touw aan de linkse slinger gekoppeld zijn, een gedwongen trilling uitvoeren. als je weet dat de massa s van slinger A en C gelijk is aan de massa van de linkse slinger, terwijl de massa s van slinger B en D maar de de helft zijn van die massa, welke van de vier andere slingers zal dan de grootste amplitude hebben (A, B, C of D )? Verklaar je antwoord. 19. Bij een transversale harmonische golf wordt de afstand tussen 2 opeenvolgende golftoppen bepaald op 1,2 m. Voorbij een vast punt passeren 40 golftoppen per minuut. Het hoogteverschil tussen golftop en golfdal wordt vastgesteld op 50 cm. a) Bepaal de voortplantingssnelheid van de golf. b) Stel de golfvergelijking op, en bereken het faseverschil tussen 2 punten op 10 cm afstand. c) Als punt a een maximale uitwijking heeft, hoe groot is dan de uitwijking in een punt b 10 cm vòòr a? 20. Een vleermuis detecteert vliegende insecten met behulp van ultrasoongeluiden. Bij een nachtelijke jacht stuurt een vleermuis een puls uit met een frequentie van 25 khz. Na 0,1 s vangt hij de weerkaatsing op, maar de frequentie is toegenomen tot 26150 Hz. Wat is de afstand tussen insect en vleermuis? Beweegt het insect naar de vleermuis toe, of ervan weg? Hoe weet je dat? Wat is de grootte van de snelheid van het insect?
21. Een wagentje voert om het punt Q een heen en weergaande beweging uit. Aan de ene kant rolt het een helling op, terwijl het aan de andere kant tegen een veer drukt. Er is geen wrijving. Q Welke uitspraak is waar? 1. Dit is een periodiek systeem, en het wagentje voert een harmonische trilling uit. 2. Dit is een periodiek systeem, en het wagentje voert een trilling uit, die echter niet harmonisch is. 3. Dit is een periodiek systeem, maar geen trilling. 4. Dit is geen periodiek systeem. 5. Geen van bovenstaande uitspraken is waar. Verklaar uw antwoord. 22. Op hoeveel manieren kan men de eigenfrequentie verdubbelen van een systeem bestaande uit een massa opgehangen aan een veer, waarvan men de massa, de veerconstante en de initiële uitwijking vrijelijk kan wijzigen? Verklaar...