natuurkunde havo 2015 · tijdvak 1 · bezemexamen

Welke klankkast A , B , C of D geeft de laagste grondtoon? Licht je

antwoord toe met behulp van λ = vT .

Als van iedere klankkast de periode T van de grondtoon wordt uitgezet

tegen de lengte ℓ van de klankkast, ontstaat de grafiek van figuur 4.

Alle vier de klankkasten zijn aan één uiteinde gesloten en aan het andere

uiteinde open.

Bepaal met behulp van de richtingscoëfficiënt van deze grafiek de

snelheid van het geluid in lucht.

In tabel 15C ‘Muziek’ van Binas zijn de zwarte en witte toetsen van een

piano afgebeeld met de bijbehorende frequenties. In deze tabel is

bijvoorbeeld af te lezen dat de ‘ a 1 ’-toets op de piano een frequentie heeft

Met welke toets van de piano komt de laagste grondtoon van de fluit het

beste overeen? Licht je antwoord toe met een berekening.

Toon dat aan met een berekening.

De actieradius is de afstand die kan worden afgelegd met een volle accu.

De actieradius wordt kleiner als met een hogere snelheid gereden wordt.

Leg dat uit. Gebruik daarbij W = Fs .

Een bepaald type benzinescooter gebruikt 1,0 liter benzine ( 99 octaan)

per 42 km bij een snelheid van 25 km h⁻¹ . Deze benzinescooter verbruikt

ongeveer 9 keer zoveel energie als de elektroscooter.

Toon dit aan met een berekening. Gebruik hierbij tabel 28A van Binas.

In praktijk is de elektroscooter echter niet 9 keer zo zuinig als de

benzinescooter. In het energieverbruik van de elektroscooter is nog geen

rekening gehouden met energieverliezen bij de elektriciteitsopwekking,

het elektriciteitstransport, de lader en de accu.

In figuur 1 staan de rendementen hiervan in een stroomdiagram

weergegeven.

Bereken de totale hoeveelheid energie die de elektrische scooter echt

nodig heeft om 70 km af te leggen.

De elektroscooter wordt in twee uitvoeringen geleverd: versie A die maximaal

40 km h⁻¹ kan rijden en versie B die maximaal 25 km h⁻¹ kan rijden.

De fabrikant heeft met elektroscooter A een remtest uitgevoerd waarbij de

snelheid eenparig vertraagd afnam van 40 km h⁻¹ tot stilstand.

In figuur 2 is het verband weergeven tussen de snelheid van scooter A en de

afgelegde afstand vanaf het punt waarop men begonnen is met remmen.

Volgens de wet moet een elektroscooter een vertraging hebben van minimaal

Bepaal of elektroscooter A in deze test aan dit wettelijk voorschrift voldoet.

De fabrikant testte ook de remvertraging van een elektroscooter B. Deze

scooter bleek dezelfde vertraging te hebben als elektroscooter A.

Voer de volgende opdrachten uit:

− Bepaal met behulp van figuur 2 de remweg van scooter B bij een

snelheid van 25 km h⁻¹ .

− Teken op de uitwerkbijlage het ( v,s )-diagram van de remtest van

scooter B bij een snelheid van 25 km h⁻¹ .

Wat is er natuurkundig gezien niet juist aan deze uitspraak?

De sidderaal kan ademen in de lucht en kan zodoende enige tijd buiten het

water overleven. Men kon daarom onderzoek doen naar het vermogen dat

deze vissen kunnen leveren tijdens een ontlading. In figuur 1 zijn twee

momentopnames van een filmpje uit 1954 te zien waarin een onderzoeker de

sidderaal op een bord met neonlampen aansluit. Als een neonlamp op 150 V

is aangesloten, loopt er een stroomsterkte van 50 mA.

Bepaal het minimale vermogen dat de sidderaal per ontlading kan leveren

als alle neonlampen op het bord normaal branden.

EFFECTEN VAN ELEKTRISCHE STROOM OP HET MENSELIJK LICHAAM .

− Een kriebeling in de hand vanaf 2 mA .

− Spierverkramping in de hand en onderarm vanaf 40 mA .

− Ademhalingsverlamming vanaf 90 mA .

− Verlies van het bewustzijn vanaf 300 mA .

− Hartstilstand vanaf 1 A .

Tijdens dit experiment was de opgewekte spanning circa 150 V . De proef liep

goed af omdat het menselijk lichaam een bepaalde elektrische weerstand

heeft.

Maak met behulp van de tabel een beredeneerde schatting van deze

weerstand.

spanning op in speciale cellen: P 600

de elektrocyten. (W) 500

In een volwassen sidderaal zijn

geschakeld.

In de

het

gegeven

een

opwekt.

Bereken de maximale stroomsterkte tijdens een stroomstoot.

Er zijn ook vissen waarbij de electrocyten niet uitsluitend in serie staan,

maar deels ook parallel. Deze vissen kunnen daardoor grote

stroomsterktes leveren.

Een sidderrog wekt grote stroomstoten op bij een spanning van 200 V .

Een volwassen sidderrog heeft een half miljoen electrocyten, die elk een

spanning van 0,1 V kunnen leveren.

Ga met een berekening na hoeveel electrocyten in de sidderrog in serie

geschakeld staan en hoeveel parallel.

Is de brekingsindex van hete lucht kleiner of groter is dan die van koude

lucht? Leg je antwoord uit met behulp van figuur 2.

In de figuur op de uitwerkbijlage zijn, behalve punt L , ook de punten A en

B getekend. Voor een lichtstraal vanuit één van beide punten geldt, dat de

hoek van inval precies gelijk is aan de grenshoek. De figuur is niet op

schaal.

Leg met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage uit voor welk punt

( A of B ) dat geldt.

Beantwoord nu de volgende vragen:

− Bereken de maximale gezichtshoek α in 2 significante cijfers.

− Bepaal hiermee de temperatuur van de hete lucht.

Geef de vervalvergelijking van Th-227 .

Als het gloeikousje kapot is, moet het

vervangen worden.

Een kampeerder heeft, bij het verwisselen van het gloeikousje in de

gaslamp, op t = 0 een miljard atomen Th-227 in zijn longen gekregen.

Teken op de uitwerkbijlage de ( N,t )-grafiek van het verval van Th-227 .

Bereken hiervoor op minstens vier verschillende tijdstippen het aantal

Th-227 kernen.

In de buurt van t = 40 dag ziet de ( N,t )-grafiek eruit zoals in figuur 1 is

weergegeven.

Bepaal de activiteit van Th-227 op t = 40 dag .

Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) die de longen ontvangen,

geldt:

Hierin is:

− H de equivalente dosis (in Sv );

− Q de stralingsweegfactor (kwaliteitsfactor);

− E de energie die de longen absorberen (in J );

− m de massa van de longen (in kg ).

De longen hebben een massa van 0 , 95 kg . De stralingsweegfactor is

hier 2,4 .

Bereken de totale equivalente dosis die de longen ontvangen.

In moderne lampen is Th-227 in het gloeikousjes vervangen door een

mengsel van Yttrium en Cerium.

Welke isotopen van Yttrium en Cerium zijn hiervoor, om reden van

veiligheid, het meest geschikt? Licht je antwoord toe.

Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.

Vul in de tabel op de uitwerkbijlage bij A en B de juiste waarde ( 0 of 1 ) in.

De motor is gestart en de veiligheidsgordel is inmiddels wel vastgemaakt.

Vul in de tabel op de uitwerkbijlage bij A en B de juiste waarde ( 0 of 1 ) in.

De motor is gestopt en de veiligheidsgordel is nog altijd vastgemaakt.

Vul in de tabel op de uitwerkbijlage bij A en B de juiste waarde ( 0 of 1 ) in.

In de figuur op de uitwerkbijlage zijn drie verwerkers aangeduid met I , II

en III .

Geef op de uitwerkbijlage aan welke verwerkers er in I, II en III moeten

staan .