VW 1023 a 22 3 o - sfgasdfasd
Godsdienst
Aanbevolen voor jou
Reacties
Preview tekst
VW-1023-a-22-3-o
Examen VWO
2022
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 25 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
tijdvak 3
dinsdag 5 juli
13 - 16 uur
Schakeling van LEDís
####### Twee leerlingen willen de stroom-spanning-karakteristiek van een (rode)
####### LED opmeten. Daartoe maken ze een schakeling waarin opgenomen zijn:
####### de LED, een weerstand die in serie staat met de LED, een spanningsbron,
####### een spanningsmeter en een stroommeter. Deze zijn weergegeven op de
####### uitwerkbijlage.
####### 3p 1 Teken op de uitwerkbijlage de benodigde verbindingen.
####### In figuur 1 staat het resultaat van de metingen.
####### figuur 1
Bij een stroom van 10 mA door de LED, komen per seconde 4,2∑10 16
fotonen met een golflengte van 645 nm vrij.
####### 4p 2 Bepaal het rendement waarmee de LED bij deze stroomsterkte elektrische
####### energie omzet in lichtenergie. Noteer je antwoord in twee significante
####### cijfers.
####### Om ëwití licht te maken zijn drie LEDís, een rode, een groene en een
####### blauwe, vlak bij elkaar geplaatst. De menging van deze drie kleuren geeft
####### de indruk van wit licht.
De LEDís worden in serie geschakeld met een weerstand R en
aangesloten op een spanningsbron van 9,0 V, zoals in figuur 2 is
####### weergegeven.
Parkeren in de ruimte
####### Lees het artikel.
####### Hoe kan men rustig in de ruimte
####### parkeren?
####### De baan van een satelliet om de zon wordt
####### continu verstoord door de
####### aantrekkingskracht van een nabije planeet.
####### In de buurt van elke planeet zijn echter een
####### paar punten waarin een satelliet stabiel om
####### de zon kan draaien, zonder dat zijn afstand
####### tot de planeet verandert. Dit zijn de
####### zogeheten Lagrangepunten. Ruimtesonde
####### Soho gebruikt ÈÈn van deze punten om de
####### zon goed te observeren.
In deze opgave bestuderen we de twee Lagrangepunten L 1 en L 2 die
####### dichtbij de aarde liggen.
De ruimtesonde Soho bevindt zich in L 1. In L 1 heeft Soho net als de aarde
een omlooptijd om de zon van ÈÈn jaar. L 1 bevindt zich tussen de aarde
en de zon op 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Zie figuur 1. In deze
figuur zijn twee posities van de aarde, L 1. en L 2 weergegeven, met een
####### tussentijd van ongeveer drie weken. Figuur 1 is niet op schaal.
####### figuur 1
####### Voor de middelpuntzoekende kracht op de ruimtesonde geldt:
2 mpz 2
4 π
F
mr
T
(1)
####### Hierin is:
####### m de massa van de ruimtesonde in kg
####### r de straal van de baan in m
T de omlooptijd in s
####### 4p 5 Voer de volgende opdrachten uit.
####### Leid formule (1) af met behulp van formules uit een tabellenboek.
####### Leg met deze formule uit of Soho zonder de aanwezigheid van de
####### aarde bij dezelfde omlooptijd verder van of dichter bij de zon zou
####### staan.
Soho bevindt zich in L 1 op 148 miljoen kilometer van de zon en heeft een
massa van 1850 kg.
2p 6 Bereken de middelpuntzoekende kracht die in L 1 op Soho moet werken.
####### De middelpuntzoekende kracht op Soho wordt geleverd door de
####### gravitatiekracht van de zon en die van de aarde samen. Zie ook figuur 1.
####### 4p 7 Bereken de grootte van elk van deze gravitatiekrachten.
####### Soho bestudeert onder andere zonnevlekken. Dit zijn donkere vlekken op
####### het oppervlak van de zon. Het spectrum van een zonnevlek is
####### weergegeven in figuur 2.
####### figuur 2
####### 2p 8 Bepaal de temperatuur van deze zonnevlek. Noteer je antwoord in twee
####### significante cijfers.
Lagrangepunt L 2 bevindt zich op 1,5 miljoen kilometer afstand van de
aarde aan de ëbuitenkantí van de aardbaan. Zie figuur 1. L 2 draait in ÈÈn
jaar met de verbindingslijn aarde-zon mee. L 1 , de aarde en L 2 blijven in
####### hun baan dus steeds op ÈÈn lijn liggen.
In de tabel op de uitwerkbijlage worden vier grootheden van L 1 en L 2 met
####### elkaar vergeleken.
3p 9 Geef in de tabel op de uitwerkbijlage van elke grootheid van L 1 aan of
deze in vergelijking met dezelfde grootheid van L 2 groter, gelijk of kleiner
####### is.
####### Na een half uur wordt de ballon weggehaald en voorzichtig lek geprikt. De
####### leeggelopen ballon wordt in een bakje gelegd en onder een Geigerteller
####### gezet. Zie figuur 2.
####### figuur 2
####### Een Geigerteller kan alfadeeltjes, bËtadeeltjes en gammastraling meten.
####### In dit geval is de instelling zo dat alleen bËtadeeltjes worden
####### geregistreerd.
####### 2p 12 Voer de volgende opdrachten uit:
####### Beschrijf een eenvoudige manier om te controleren dat er inderdaad
####### geen alfadeeltjes geregistreerd worden,
####### Beschrijf een eenvoudige manier om te controleren dat er inderdaad
####### geen gammastraling geregistreerd wordt.
####### In figuur 3 staat het resultaat van een meting.
####### figuur 3
####### Het verloop wijkt af van een gewone vervalcurve.
####### 2p 13 Geef daarvoor twee oorzaken.
####### De normwaarde voor de radonactiviteit in gesloten kelderruimtes bedraagt
100 Bq per m 3 voor de isotoop Rn-222.
De activiteit van Rn-222 kan worden bepaald uit die van de
####### radondochters. De activiteit van elke radondochter is gelijk aan de
####### activiteit van het aanwezige radon, omdat dit radon al lang geleden de
####### maximale activiteit heeft bereikt.
####### Ga ervan uit dat de Geigerteller 1/6 van de uitgezonden bËtadeeltjes
####### opvangt.
####### 4p 14 Ga na, met behulp van een bepaling, of de radonactiviteit in de lucht van
####### de kelder de normwaarde overschrijdt. Neem daarbij aan dat de geladen
ballon alle radondochters in een volume van 1 m 3 heeft aangetrokken.
Parasailing
####### Bij ëparasailingí wordt iemand voortgetrokken door een motorboot terwijl
####### hij of zij aan een parachute hangt. Zie figuur 1. In figuur 2 is de situatie
####### schematisch weergegeven. Deze figuur is op schaal.
####### figuur 1 figuur 2
####### Als de motorboot vertrekt, staat de parachutist op het strand. Als de kabel
####### strak komt te staan, gaat de parachutist omhoog.
In figuur 3 staat het (v,t)-diagram van de beweging van de boot.
####### figuur 3
####### Figuur 3 is vergroot weergegeven op de uitwerkbijlage.
####### 3p 15 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de afstand die de
boot heeft afgelegd op t = 8,0 s. Noteer je antwoord in twee significante
####### cijfers.
####### 3p 16 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de versnelling van
de boot op tijdstip t = 6,0 s. Noteer je antwoord in twee significante cijfers.
Punt P in figuur 2 is het punt waar de parachutist vastzit aan het koord en
####### aan de parachute.
In punt P werken drie krachten:
F 1 : de zwaartekracht op de parachutist,
F 2 : de kracht van de parachute,
F 3 : de spankracht van het koord naar de boot.
####### De figuur op de uitwerkbijlage geeft de situatie weer, waarbij de snelheid
van de parachutist constant is. In deze figuur is de zwaartekracht F 1 op
schaal getekend. De massa van de parachutist bedraagt 85 kg. De
richting van de kracht van de parachute F 2 is ook aangegeven.
####### 4p 17 Bepaal in de figuur op de uitwerkbijlage met behulp van een constructie
de grootte van kracht F 2. Noteer je antwoord in twee significante cijfers.
####### Voor het meten van de verstrooiing figuur 3
####### van rˆntgenstraling gebruikte Compton
####### de opstelling zoals weergegeven in
####### figuur 3. In deze opstelling wordt
####### rˆntgenstraling op een blokje grafiet
####### geschoten. De intensiteit van de
####### verstrooide straling wordt door een
####### detector gemeten als functie van de
####### golflengte. De detector kan om het
####### grafiet gedraaid worden waarbij de hoek
φ varieert van 0 o tot 135 o.
####### In figuur 4 staan de meetresultaten figuur 4
####### van Compton weergegeven voor een
hoek van 135∞. Er zijn duidelijk
####### twee pieken te zien, bij golflengtes
en .
####### Om dit resultaat te verklaren nam
####### Compton aan dat er twee
####### mogelijkheden zijn:
####### 1 De fotonen kunnen verstrooien
####### aan elektronen die gebonden zijn
####### aan de grafietatomen. Hierbij verandert de golflengte van de fotonen
####### niet.
####### 2 De fotonen kunnen verstrooien aan de vrije elektronen in het grafiet.
####### Hierbij verandert de golflengte van de fotonen wel.
####### Op basis van deze aannames en Einsteins fotonmodel leidde Compton af
dat er een relatie bestaat tussen de verstrooiingshoek φ en het gemeten
verschil in golflengte tussen en . Deze relatie wordt beschreven met
####### de formule van Compton:
' 1 cos
h
mc
####### Hierin is:
het verschil in golflengte
φ de verstrooiingshoek
h de constante van Planck
m de massa van een elektron
c de lichtsnelheid
Als de hoek φ kleiner wordt gemaakt dan 135∞ zal de afstand tussen de
####### pieken in figuur 4 veranderen.
####### 3p 19 Leg voor elk van beide pieken uit of deze naar links zal verschuiven, naar
####### rechts zal verschuiven of op dezelfde plaats zal blijven.
####### De meetresultaten van Compton figuur 5
####### zijn weergegeven in figuur 5. Passend bij
####### de meetpunten is een rechte lijn door de
####### oorsprong getrokken.
####### De factor
h
mc
####### uit de formule van Compton
####### wordt ook wel de comptongolflengte voor
####### een elektron genoemd.
####### 3p 20 Toon aan dat de comptongolflengte de
eenheid m heeft.
####### Figuur 5 stemt overeen met de formule
####### van Compton.
####### 4p 21 Voer de volgende opdrachten uit:
####### Leg uit dat volgens de formule van Compton de lijn door de
####### meetpunten een rechte lijn door de oorsprong moet zijn.
####### Bepaal de comptongolflengte uit figuur 5. Noteer je antwoord in twee
####### significante cijfers.
####### Toon aan dat deze waarde binnen een marge van 5% overeenkomt
####### met de theoretische waarde van de factor
h
mc
####### .
Viool
####### Figuur 1 is een foto van een viool. In de foto zijn enkele onderdelen
####### benoemd.
####### figuur 1
####### Met een microfoon is het geluid opgenomen dat ontstaat bij het
####### aanstrijken van een snaar. Op een computerscherm wordt het
(u,t)-diagram van figuur 2 zichtbaar. Het geluid blijkt een combinatie van
####### verschillende tonen. De toon met de kleinste frequentie is de grondtoon.
####### figuur 2
####### 3p 22 Bepaal de frequentie van de grondtoon van deze snaar. Noteer je
####### antwoord in twee significante cijfers.
####### De onderste snaar in figuur 1 is de E-snaar. Na aanstrijken hiervan
####### ontstaat in de snaar een staande transversale golf met knopen op de kam
####### en op het kielhoutje. Zie figuur 1. De frequentie van de grondtoon van de
E-snaar is 660 Hz.
####### 3p 23 Bereken de voortplantingssnelheid van de golven in de E-snaar.
####### Voor de frequenties van de tonen van een snaar geldt:
fn nf grondtoon (1)
Hierin is n een positief geheel getal, waarbij n 1 de grondtoon aangeeft
####### en n 2, 3, .. boventonen.
####### 3p 24 Leid formule (1) af met behulp van formules uit een tabellenboek.
####### Naast de E-snaar bevindt zich de A-snaar. De frequentie van de
####### grondtoon van de A-snaar is lager dan die van de E-snaar. Wanneer de
####### viool zuiver gestemd is, is de verhouding van deze frequenties 2 : 3. Door
####### deze manier van stemmen zijn er frequenties die zowel bij een boventoon
####### van de A-snaar horen als bij een boventoon van de E-snaar.
####### 2p 25 Geef twee van die frequenties. Licht je antwoord toe.
####### einde
VW 1023 a 22 3 o - sfgasdfasd
Vak: Godsdienst
- Ontdek meer van:
