Vraag Antwoord Scores

Transcriptie

1 Opgave Tsunami maximumscore 4 Voor de zwaare-energie van de waerberg geld: Ez = mgh. Voor de massa van he waer m geld: m= ρv. Voor he volume van de waerberg geld: V = bh Invullen lever: V = ,8 = 3,4 0 m. De hooge van he zwaarepun lig op 0,90 m. 3 5 Dus geld: Ez = mgh =,0 0 3,4 0 9,8 0,90 =,9 0 J =,9 PJ. (Dus de energie overschrijd de waarde van 0,5 PJ.) gebruik van Ez = mgh inzich da m= ρv me V = bh inzich da he zwaarepun van de waerberg op de halve hooge lig compleeren van de berekening en uikoms vergelijken me 0,5 PJ Opmerking Voor de dichheid mag ook ingevuld worden: 3 3 0,998 0 kg m (waer) 3 3 en,04 0 kg m (zeewaer), (zoals aangegeven in BINAS abel ). om e vergelijken moe de uikoms en/of de grenswaarde naar dezelfde eenheid zijn omgerekend.

2 maximumscore 3 Doorda de diepe kleiner word, word de golfsnelheid kleiner. Ui v= fλ volg (omda de frequenie nie verander,) da de golflenge kleiner word en dus de golfberg smaller. Omda de energie behouden blijf, word de golfberg hoger. inzich da de golfsnelheid kleiner word inzich in v= fλ inzich in energiebehoud Opmerkingen He eerse en weede scorepun mogen ook beanwoord worden me he inzich da de voorkan van de golf minder snel gaa dan de acherkan. Bij he weede scorepun hoef nie explicie vermeld e worden da de frequenie gelijk blijf. He derde scorepun mag ook beanwoord worden me behulp van he coninuïeisprincipe da de hoeveelheid waer behouden blijf. Een anwoord gebaseerd op de gedache da he gaa over de waerkolom vanaf de bodem; geen scorepunen oekennen. 3 maximumscore 4 uikoms: = 4,0 h voorbeeld van een berekening: 3 De geluidssnelheid in geseene bedraag 3, 6 0 m s. Dus de 3 voorplaningssnelheid van schokgolven bedraag 7, 0 ms. Voor de ijd van de schokgolf door de aardkors geld: 6 3 s= v,5 0 = 7, 0 = 347 s. Voor de snelheid van de sunami geld: 3 v = gd = 9,8 3,0 0 =,7 0 ms. Voor de ijd die de sunami nodig heef, geld: 6 s= v,5 0 =,7 0 = 4573 s. Voor de ijd ussen he waarnemen van de schokgolf en de koms van de sunami geld: = = 46 s = 4,0 h. gebruik van s = v opzoeken van de geluidssnelheid in geseene gebruik van v = gd compleeren van de berekening Opmerking De uikoms mag uieraard ook in een andere eenheid gegeven worden.

3 4 maximumscore Eers (vanaf = 9 min) neem de diepe af. De sunami is dus voorafgegaan door een golfdal (waardoor he waer zich eers van he srand erugrok). inzich da eers de diepe kleiner word consequene conclusie 5 maximumscore 3 uikoms: λ = 3 km voorbeeld van een bepaling: Aflezen lever da de periode gelijk is aan 0 min. Di lever: T = 0 60 = 00 s. Voor de snelheid geld: v = gd = 9,8 = 0,8 ms. Dus geld: λ = vt = 0,8 00 = 3 0 m = 3 km. 3 aflezen van T gebruik van λ = vt me v = gd compleeren van de bepaling Opmerkingen Om he laase scorepun e krijgen: moe de waarde van T liggen ussen 0 en 8 min; moe de waarde van de diepe d liggen ussen 0 en 4 m.

4 Opgave Sraegiebepaling bij wielrennen 6 maximumscore 5 uikoms: P = 5,9 0 W voorbeelden van een bepaling: mehode Voor he vermogen geld: P = Fv. Een schaing voor de gemiddelde krach lever: F =, 9 0 N. πr Voor de snelheid van de voe in één omweneling geld: v =. T De omloopijd is af e lezen ui figuur. Di lever T = 0, 7 s Invullen lever voor wee voeen: π0,75 P= Fgem v=,90 = 5,90 W. 0,7 gebruik van P = Fv schaen van F gem (me een marge van 0, 4 0 N ) πr inzich da v = T aflezen van T ui figuur (me een marge van 0,03 s) compleeren van de bepaling mehode Voor de arbeid geld: W = Fs. Een schaing voor de gemiddelde krach lever: gem F =, 9 0 N. Voor de afsand van de voe in één omweneling geld: s = π r. W Voor he vermogen geld: P = me = omloopijd T. De omloopijd is af e lezen ui figuur. Di lever T = 0, 7 s W Fgem πr,9 0 π0,75 Invullen lever: P = = = = 5,9 0 W. T T 0,7 W gebruik van P = me W = Fs. schaen van F gem (me een marge van 0, 4 0 N ) inzich da s = πr aflezen van T ui figuur (me een marge van 0,03 s) compleeren van de bepaling gem

5 7 maximumscore 4 uikoms: s =,9 km voorbeeld van een bepaling: Aflezen ui he diagram geef da bij een oaal geleverd vermogen van 0,60 kw een snelheid hoor van 6,5 ms. Omda Albero di 7,5 minuu volhoud, geld voor de afsand: 3 s = v = 6,5 7,5 60 =,9 0 m =,9 km. inzich da snelheid afgelezen moe worden waarbij de som van de vermogens gelijk is aan 0,60 kw aflezen van de snelheid (me een marge van 0,3 ms ) gebruik van s = v compleeren van de bepaling Opmerking Als de leerling bij 600 W de snelheid van verder reken: maximaal scorepunen oekennen. 8, 4 m s aflees en daarmee

6 Opgave 3 Gloeidraden 8 maximumscore 4 uikoms: R =, Ω (me een marge van 0,3 Ω ) voorbeeld van de bepalingen: Bij een emperauur van 500 K geld: P el = 6,5 W. Er geld: Invullen lever: 6,5 =. Di geef: R 500 = 8,7 Ω. R 500 P el = U R 500. Aflezen bij T = 93 K lever: R =, Ω. aflezen van he elekrisch vermogen in figuur U inzich da R500 = P el ekenen van R 500 en rekken van de reche lijn door de wee punen compleeren van de bepalingen Opmerking Als de kandidaa een lijn door he gegeven pun en door de oorsprong eken: maximaal scorepun oekennen.

7 9 maximumscore 3 6 uikoms: A = 5,3 0 m (me een marge van 6 0, 4 0 m ) voorbeeld van een bepaling: P 4 Voor he uigesraald vermogen per oppervlake geld: A = σt me 8 4 σ = 5,67 0 (W m K ). Aflezen in figuur lever (bijvoorbeeld): P = 0W bij T = 400 K Invullen lever: = 5, Di geef: A = 5,3 0 m. A P 4 gebruik van A σt 8 4 σ = 5,67 0 (W m K ) aflezen van de gegevens in figuur compleeren van de bepaling 0 maximumscore 3 voorbeeld van anwoorden: He elekrisch vermogen is dan groer, omda de weersand dan nog klein is. Na enige ijd is er sralingsevenwich. Boven de evenwichsemperauur word de weersand groer, waardoor he elekrisch vermogen nie groer kan worden. inzich da he elekrisch vermogen dan groer is, omda de draad dan nog een lage emperauur heef inzich da na enige ijd sralingsevenwich onsaa inzich da de emperauur nie boven de emperauur van he sralingsevenwich kan komen

8 maximumscore 4 voorbeelden van een anwoord: mehode Bij gelijke emperauur is he uigesraald vermogen evenredig me de oppervlake van de draden. Aflezen (bij voorbeeld) bij T = 500 K lever: P sr = W en P sr = 3,8 W. He uigesraald vermogen en dus ook de draadoppervlake A is bij een gloeilamp ongeveer 3 maal groer dan bij een halogeenlamp. Er geld: A= πd. De draaddike d van een gloeilamp is slechs een facor,3 groer dan die van een halogeenlamp. Dus moe de draadlenge van een gloeilamp groer zijn dan de draadlenge van een halogeenlamp. P sr Psr inzich da bij gelijke T geld: = A A aflezen van waarden voor de vermogens bij gelijke emperauur inzich da A= πd compleeren van de uileg mehode De waarden van de weersanden zijn omgekeerd evenredig me he vermogen. Bij gelijke emperauur zijn de soorelijke weersanden gelijk. Aflezen bij T = 500 K lever: P el = 9,5 W en P el = 3 W. Dus de grooe van de weersand van een gloeilamp is (ongeveer,5 maal) groer dan de weersand van een halogeenlamp. Voor de weersand geld: R = ρ. π( d) Omda de draaddike d van een gloeilamp groer is dan bij een halogeenlamp, moe de draadlenge van een gloeilamp groer zijn dan de draadlenge van een halogeenlamp. R P inzich da bij gelijke T geld: = R P aflezen van waarden voor de vermogens bij gelijke emperauur inzich da R = ρ π( d) compleeren van de uileg

9 maximumscore Bij de Planck-krommen in BINAS gaa men seeds ui van gelijke oppervlaken van he sralend voorwerp. Bij de krommen in figuur 3 zijn de oppervlaken nie gelijk, dus kunnen ze elkaar snijden. Dus Jan heef geen gelijk. inzich da bij de Planck-krommen in BINAS uigegaan word van een gelijke oppervlake inzich da de oppervlaken van de krommen in figuur 3 nie gelijk hoeven e zijn en conclusie 3 maximumscore 4 Pnuig Voor he rendemen geld: η =. Van beide lampen is P el gelijk. P nuig el P is gelijk aan de oppervlake onder de Planck-krommen ussen 400 nm en 800 nm. Dus de verhouding van de rendemenen is gelijk aan de verhouding van de oppervlaken ussen 400 nm en 800 nm. Pnuig inzich da η = P el inzich da P el gelijk is inzich da P nuig gelijk is aan de oppervlake onder de Planck-krommen ussen 400 nm en 800 nm compleeren van de uileg

10 Opgave 4 Onderzoek aan β -sraling 4 maximumscore 5 Bij vraag 4 moeen alijd 5 scorepunen worden oegekend, ongeach of er wel of geen anwoord gegeven is, en ongeach he gegeven anwoord. Toeliching Bij vraag 4 is een benodigde formule nie vermeld. uikoms: =,7 0 dag ( = 0,47 jaar ) voorbeelden van een berekening: mehode Voor de aciviei geld: ln A () = N(). Voor he aanal deeljes bij de producie geld: massa van de bron N (0) =. massa van één deelje, 0 0 Invullen lever: N(0) = =, ,0,66 0 Di lever voor de aciviei bij de producie: ln 0,693 6 A(0) = N(0),88 0,05 0 Bq. = 4, = Voor de aciviei geld: Invullen lever: Di lever: gebruik van 3 = A ( ) (0). A 6 4,3,5 0 =,05 0. =,7 0 dag = 0,47 jaar. ln A () = N() massa van de bron inzich da N (0) = of da N(0) = N 3 A massa van één deelje opzoeken van halveringsijd en omrekenen naar seconde inzich da A ( ) = A(0) compleeren van de berekening

11 mehode Voor de aciviei geld: Invullen lever: ln A () = N(). 0,693,5 0 = ( ). 4, N,5 0 4, Di lever N ( ) = = 4, ,693 Voor he aanal deeljes bij de producie geld: massa van de bron N (0) =. massa van één deelje Invullen lever: Er geld: 3, 0 0 N(0) = =, ,0,66 0 = N ( ) (0). N Invullen lever: Di lever: gebruik van 8 4,3 4,46 0 =,88 0. =,7 0 dag = 0,47 jaar. ln A () = N() massa van de bron inzich da N (0) = of da N(0) = N 3 A massa van één deelje opzoeken van halveringsijd en omrekenen naar seconde inzich da N ( ) = N(0) compleeren van de berekening

12 5 maximumscore 4 (De snelheidsriching in pun P is naar rechs.) De sroomriching in pun P is dus naar links. De riching van he magneeveld is he papier in gerich, loodrech op he vlak van ekening. Dus is de lorenzkrach naar beneden gerich. Om de elekronen rechdoor e laen bewegen moe de elekrische krach naar boven zijn gerich. Daarom (moe he E-veld naar beneden zijn gerich. Omda he E-veld van posiief naar negaief gerich is,) moe plaa op de posiieve pool worden aangesloen en plaa op de negaieve pool. aangeven van de sroomriching in pun P consequen aangeven van de riching van de lorenzkrach ekenen van de elekrische krach, egengeseld aan de lorenzkrach consequen aangeven van de polariei van plaa en plaa 6 maximumscore 3 Als he elekron rechdoor beweeg, geld: Fe = FL. Invullen van F e = qe = q U d en van FL = Bqv lever: v = U. Bd inzich da Fe = FL gebruik van F e = qe en van F L = Bqv compleeren van he anwoord

13 7 maximumscore 3 voorbeeld van een berekening: De (klassieke) formule voor kineische energie luid: BINAS geef: E k =, 7 MeV Invullen lever:,7,6 0 = 9, 0 v. E k = mv. Di lever v = 7,8 0 ms. (Di is nie gelijk aan de mees voorkomende snelheid.) gebruik van E k = mv opzoeken van de massa van he elekron en omrekenen van MeV naar J compleeren van de berekening 8 maximumscore 3 voorbeeld van een uileg: Bij di verval is (he baryongeal (he aanal nucleonen) en) he lepongeal behouden. Vóór de reacie is he lepongeal gelijk aan nul. Dus moe door behoud van lading na de reacie he lepongeal ook gelijk zijn aan nul. Een elekron heef he lepongeal. Dus moe er een deelje onsaan me lepongeal. Dus is he deelje een anineurino. inzich da (he baryongeal en) he lepongeal behouden is inzich da he elekron lepongeal heef compleeren van de uileg 9 maximumscore De energie die vrijkom, word verdeeld over he elekron en he (ani)neurino. Dus bij elke waarde van n is de som van de bijbehorende energieën gelijk aan,7 MeV. Dus is grafiek d de juise. inzich da bij elke n de som van de energieën gelijk is aan,7 MeV keuze voor grafiek d

14 Opgave 5 Dubbel-planeoïde 999 KW4 0 maximumscore 3 mehode He volume van α schaen we als een deel van een kubus: ( ) V =,5 0 = 3,375 0 m. α neem ies minder dan 40% van da volume in: Di lever voor de dichheid: Omda ρ α V α, 3 0 m. m, = = =,0 0 kg m. 9 V, 3 0 ρ ijzer = 7,87 0 kg m is de hypohese onaannemelijk. mehode He volume van α schaen we als een bol: V = π r 3 = π(0,75 3 = 0 ),8 0 m. 3 3 m, Di lever voor de dichheid: ρ α = = =,4 0 kg m. 9 V, Omda ρ ijzer = 7,87 0 kg m is de hypohese onaannemelijk onderbouwde schaing van,0 0 < V α <,0 0 m m gebruik van ρ = en opzoeken ρijzer V vergelijking van ρ α en ρ ijzer me consequene conclusie maximumscore 3 uikoms: r =,6 0 m voorbeeld van een berekening: 3 GM r ( ) 3 GMT 6,67 0,6 0 7, = r = = =, π T 4π 4π 3 Di lever: r =,6 0 m. opzoeken van de waarden voor G, M en T in de juise eenheden compleeren van de berekening

15 maximumscore 3 3 uikoms: T ro = 8,3 0 s =,3 h voorbeeld van een berekening: v mpz =. Voor de middelpunzoekende versnelling van α geld: a r 4 v Invullen lever: 4,3 0 =. Di geef v = 0,568 ms. 7,5 0 πr π 7,5 0 Er geld: v =. Invullen lever: 0,568 =. Tro Tro 3 Di geef: T ro = 8,3 0 s =,3 h. v gebruik van ampz = r πr gebruik van v = T compleeren van de berekening