opgave 1Koffiekan
Bij het zetten van koffie wordt soms een koffiezetapparaat gebruikt.
Deze opgave gaat over een koffiezetapparaat waarbij de koffiekan, zonder het
handvat en de bovenrand, de vorm heeft van een aan twee kanten afgeknotte
bol.
De hoogte h (in cm) van de vloeistofspiegel in de koffiekan wordt gemeten ten
opzichte van de onderkant van de koffiekan. Zie figuur 1.
figuur 1
V(h) is het volume (in cm3) van de vloeistof (koffie) in de koffiekan als de hoogte
van de vloeistofspiegel h cm is.
Er geldt:

In deze opgave gaan we ervan uit dat de hete koffie vanaf het begin met
constante snelheid de koffiekan in stroomt. Na precies 8 minuten staat de
vloeistofspiegel op 9,2 cm hoogte. Hieruit kun je afleiden dat er 2,5 cm3 koffie
per seconde in de koffiekan stroomt.
13pToon dit met een berekening aan.
23pBereken na hoeveel seconden de vloeistofspiegel in de koffiekan op 3,0 cm
hoogte staat. Rond je antwoord af op een geheel getal.
In één kopje gaat 120 ml (120 cm3) koffie. Op de koffiekan staan streepjes die
horen bij het vloeistofniveau voor 2, 3, 4,..., 10 kopjes.
In de figuur op de uitwerkbijlage zijn deze streepjes voor 2 en 10 kopjes al
aangegeven. De schaal van deze figuur is 1: 2.
34puitwerkbijlageTeken in de figuur op de uitwerkbijlage het streepje dat hoort bij 6 kopjes.
Licht je werkwijze toe.
Nadat er koffie is gezet, wordt het koffiezetapparaat uitgeschakeld. De koffie in
de kan koelt vervolgens af. Bij het uitschakelen heeft de koffie een temperatuur
van 80 °C. In tabel 1 is het temperatuurverloop van de koffie te zien. Je ziet dat
de tijd t is gemeten in minuten, waarbij t = 0 het moment van uitschakelen is. De
temperatuur T is gemeten in °C.
tabel 1
De temperatuur in de keuken waar het koffiezetapparaat staat, is 23 °C.
Een formule die het temperatuurverloop van de koffie redelijk benadert, is van
de vorm T = 23 + b ⋅ gt.
Je kunt de waarden van b en g berekenen door gebruik te maken van het eerste
meetpunt (0, 80) en het laatste meetpunt (60, 35).
46pBereken op algebraïsche wijze de waarden van b en g. Rond daarna de waarde
van g af op twee decimalen.
Een formule gebaseerd op alle meetgegevens uit de tabel is: T = 23 + 49 ⋅ 0,975t
met t in minuten en T in °C. Met behulp van deze laatste formule kan berekend
worden voor welke waarde van t de koffie afkoelt met een snelheid van 1,0 °C
per minuut.
55pBereken met behulp van differentiëren deze waarde van t. Rond je antwoord af
op één decimaal.
opgave 2Balk en piramide
figuur 1
Gegeven is een balk ABCD.EFGH. Het grondvlak ABCD is een rechthoek met
zijden AB = 5 en BC = 4. De hoogte AE is gelijk aan 6.
Op AB ligt punt R zodat AR = 2. Het punt Q is het midden van CG. Zie figuur 1.
Deze figuur (zonder de afmetingen en zonder de lijnstukken DR en DQ) staat
vergroot op de uitwerkbijlage.
65puitwerkbijlageTeken op de uitwerkbijlage de doorsnede van het vlak door de punten H, R en Q
met de balk ABCD.EFGH.
De punten D, H, Q en R zijn de hoekpunten van een piramide met grondvlak
DHQ en top R.
75pBereken de inhoud van deze piramide.
Van de piramide DHQ.R kan een uitslag getekend worden. Op de uitwerkbijlage
is hiermee een begin gemaakt. Daar is HD als een lijnstuk van 6 cm getekend.
85pTeken van deze uitslag het deel dat bestaat uit de vlakken DHQ en DRQ.
Licht je werkwijze toe.
96pBereken de hoek tussen het vlak DRQ en het grondvlak ABCD.
opgave 4Droogrek
Op de foto staat een droogrek afgebeeld.
foto
In figuur 1 is het vooraanzicht getekend van een model van het droogrek met
slechts één hanggedeelte. In dit vooraanzicht geldt:
− driehoek ABT is gelijkzijdig,
− het hanggedeelte EG is 85 cm lang en is draaibaar om het punt E,
− de steun CF is draaibaar om het punt C,
− het eindpunt F blijkt op 10 verschillende plekken op EG vastgezet te
kunnen worden,
− de aangegeven afmetingen zijn in centimeter.
Het hanggedeelte EG maakt een hoek met EB. De grootte van deze hoek
noemen we α. Zie figuur 2. De grootte van α hangt af van de plaats waar
punt F wordt vastgezet. Wanneer het hanggedeelte in de laagste stand wordt
gezet, geldt EF = 85. De punten F en G vallen dan samen.
124pBereken α in deze situatie in hele graden nauwkeurig.
De afstand van het punt E tot de grond is ongeveer 95 cm.
133pToon dit met een berekening aan.
De hoogte h boven de grond van het punt G is afhankelijk van α. Er geldt:
h = 95 + 85 ⋅ sin(α − 60°), met h in cm en α in graden.
144pToon de juistheid van deze formule aan.
Men vraagt zich af wat de maximale lengte van een rechthoekige lap stof is
die over het droogrek te drogen kan worden gehangen zonder dat de
uiteinden de grond raken. Beide hanggedeelten, EG en KM, worden daarbij
steeds in dezelfde positie geplaatst. In figuur 3 is van deze situatie een
vooraanzicht getekend.
figuur 3
Het punt F kan slechts op 10 verschillende standen worden vastgezet. In
tabel 1 staat weergegeven hoe groot α is bij 9 verschillende lengten van EF.
(In de tabel ontbreekt de tiende lengte, EF = 85. Deze is niet van belang voor
het beantwoorden van vraag 15.)
tabel 1
156pOnderzoek met behulp van tabel 1 hoe groot de maximale lengte van de lap
stof is. Rond je antwoord af op hele centimeters.
Let op: de laatste vragen van dit examen staan op de volgende pagina.