Examen HAVO
2018
tijdvak 1
maandag 14 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter dit examen is een erratum opgenomen.
Dit examen bestaat uit 29 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 75 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.d.) 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.
HA-1023-a-18-1-o
, Scheepsradar
Sommige schepen hebben
een radarinstallatie om de
afstand tot andere schepen
of voorwerpen in de
omgeving te meten. Een
radarinstallatie zendt
hiervoor
elektromagnetische
signalen uit die weerkaatst
worden door een voorwerp.
Door de tijd tussen het
uitzenden en het ontvangen
van een signaal te meten, kan de afstand tot het voorwerp bepaald
worden, ook als dat voorwerp zich op grote afstand van het schip bevindt.
Een veelgebruikt type radar is de pulsradar. Dit type radar zendt een kort
elektromagnetisch signaal uit en ontvangt even later de echo van dit
signaal. Op een bepaald moment wordt er 0,26 ms gemeten tussen het
uitzenden en het ontvangen van een signaal.
3p 1 Bereken de afstand tot het voorwerp.
Het signaal is een puls die bestaat uit een aantal opeenvolgende
elektromagnetische golven. Deze golven worden gemaakt met een vaste
frequentie van 9,38 GHz. Eén puls duurt 0,100 µs. Zie figuur 1.
figuur 1
∆t = 0,100 μs
2p 2 Bereken uit hoeveel golven één puls bestaat.
Details met afmetingen van 10% van de golflengte zijn door de pulsradar
net waar te nemen.
3p 3 Bereken de minimale afmeting van een voorwerp dat met deze pulsradar
waar te nemen is.
Het bereik van een radar is de grootste afstand die met de radar gemeten
kan worden. Het bereik wordt onder andere bepaald door het vermogen
van de radar en de oppervlakte van het voorwerp dat de straling
reflecteert, ook wel het doel genoemd.
HA-1023-a-18-1-o lees verder ►►►
, Dit wordt beschreven met de radarvergelijking:
r4
constant
PA
Hierin is:
r het bereik (in m);
P het vermogen van de radar (in W);
A de reflecterende oppervlakte van het doel (in m2).
Het bereik van een pulsradar is 30 km voor een doel met een
reflecterende oppervlakte van 6,0 m2. Bij gelijk vermogen is het bereik van
deze radar voor een ander doel gelijk aan 45 km.
2p 4 Bereken hoe groot de reflecterende oppervlakte van dat andere doel is.
Het bereik wordt ook bepaald door de herhalingsfrequentie.
Dit is de frequentie waarmee de pulsen uitgezonden worden. Een nieuwe
puls mag niet uitgezonden worden voordat de vorige puls is ontvangen.
Op de uitwerkbijlage staan hierover drie zinnen.
2p 5 Omcirkel in deze zinnen telkens het juiste alternatief.
Naast de pulsradar bestaat er ook de breedbandradar. Dit type radar
heeft twee antennes, één om continu uit te zenden en één om continu te
ontvangen. Het vermogen van de zender blijft constant.
Het uitgezonden signaal is schematisch weergegeven in figuur 2.
figuur 2
f
(Hz)
t (s)
1p 6 Geef aan of hier sprake is van frequentiemodulatie of van
amplitudemodulatie.
Op de uitwerkbijlage is naast het uitgezonden signaal ook het signaal
weergegeven dat de radar ontvangen heeft na weerkaatsing op een
reflecterend doel. In deze figuur is de tijd tussen het uitzenden en het
ontvangen van het signaal aangegeven met Δt. Ook de periode T van het
signaal is aangegeven. Uit de verhouding Δt/T is de afstand tot het
reflecterende doel te bepalen.
Deze radar heeft een bereik van 75 km. Bij deze afstand geldt t T . De
echo is dan net terug voordat het signaal opnieuw wordt uitgezonden.
2p 7 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de afstand tot dit
reflecterende doel.
HA-1023-a-18-1-o lees verder ►►►
, Operatiedeken
Kleding wordt meestal gemaakt van textiel figuur 1
dat geweven is: de draden zijn in de
lengterichting en in de breedterichting met
elkaar verbonden, waardoor er een
samenhang ontstaat. Zie vergroot in figuur 1.
Om 1,0 m2 van dit weefsel te maken is 8,8 km
draad nodig.
Elke draad heeft een doorsnede met een
oppervlakte van 3,85·103 mm2. De massa
van 1,0 m2 van het weefsel is 47 gram.
3p 8 Bereken de dichtheid van de draad.
Niet-geleidend weefsel kan elektrisch figuur 2
geleidend gemaakt worden door
metaaldraden in de lengterichting mee te
weven in de stof. In de breedte zijn geen
geleidende draden opgenomen. Zie figuur 2.
Een materiaal dat gebruikt kan worden voor
de geleidende draden is een legering van
koper (Cu) en nikkel (Ni).
Deze CuNi-draden hebben een diameter van
40 μm. De weerstand van 1,00 m van deze
CuNi-draad is 250 Ω bij een temperatuur
van 293 K.
In figuur 3 is de soortelijke figuur 3
weerstand van deze 6,0·10−7
CuNi-draad als functie ρ (Ω m)
van het massapercentage 5,0·10−7
nikkel gegeven bij T = 293 K.
Figuur 3 staat ook op de 4,0·10−7
uitwerkbijlage.
4p 9 Bepaal met behulp van 3,0·10−7
figuur 3 het massapercentage
nikkel voor deze CuNi-draad. 2,0·10−7
1,0·10−7
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
massapercentage nikkel
HA-1023-a-18-1-o lees verder ►►►
2018
tijdvak 1
maandag 14 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter dit examen is een erratum opgenomen.
Dit examen bestaat uit 29 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 75 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.d.) 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.
HA-1023-a-18-1-o
, Scheepsradar
Sommige schepen hebben
een radarinstallatie om de
afstand tot andere schepen
of voorwerpen in de
omgeving te meten. Een
radarinstallatie zendt
hiervoor
elektromagnetische
signalen uit die weerkaatst
worden door een voorwerp.
Door de tijd tussen het
uitzenden en het ontvangen
van een signaal te meten, kan de afstand tot het voorwerp bepaald
worden, ook als dat voorwerp zich op grote afstand van het schip bevindt.
Een veelgebruikt type radar is de pulsradar. Dit type radar zendt een kort
elektromagnetisch signaal uit en ontvangt even later de echo van dit
signaal. Op een bepaald moment wordt er 0,26 ms gemeten tussen het
uitzenden en het ontvangen van een signaal.
3p 1 Bereken de afstand tot het voorwerp.
Het signaal is een puls die bestaat uit een aantal opeenvolgende
elektromagnetische golven. Deze golven worden gemaakt met een vaste
frequentie van 9,38 GHz. Eén puls duurt 0,100 µs. Zie figuur 1.
figuur 1
∆t = 0,100 μs
2p 2 Bereken uit hoeveel golven één puls bestaat.
Details met afmetingen van 10% van de golflengte zijn door de pulsradar
net waar te nemen.
3p 3 Bereken de minimale afmeting van een voorwerp dat met deze pulsradar
waar te nemen is.
Het bereik van een radar is de grootste afstand die met de radar gemeten
kan worden. Het bereik wordt onder andere bepaald door het vermogen
van de radar en de oppervlakte van het voorwerp dat de straling
reflecteert, ook wel het doel genoemd.
HA-1023-a-18-1-o lees verder ►►►
, Dit wordt beschreven met de radarvergelijking:
r4
constant
PA
Hierin is:
r het bereik (in m);
P het vermogen van de radar (in W);
A de reflecterende oppervlakte van het doel (in m2).
Het bereik van een pulsradar is 30 km voor een doel met een
reflecterende oppervlakte van 6,0 m2. Bij gelijk vermogen is het bereik van
deze radar voor een ander doel gelijk aan 45 km.
2p 4 Bereken hoe groot de reflecterende oppervlakte van dat andere doel is.
Het bereik wordt ook bepaald door de herhalingsfrequentie.
Dit is de frequentie waarmee de pulsen uitgezonden worden. Een nieuwe
puls mag niet uitgezonden worden voordat de vorige puls is ontvangen.
Op de uitwerkbijlage staan hierover drie zinnen.
2p 5 Omcirkel in deze zinnen telkens het juiste alternatief.
Naast de pulsradar bestaat er ook de breedbandradar. Dit type radar
heeft twee antennes, één om continu uit te zenden en één om continu te
ontvangen. Het vermogen van de zender blijft constant.
Het uitgezonden signaal is schematisch weergegeven in figuur 2.
figuur 2
f
(Hz)
t (s)
1p 6 Geef aan of hier sprake is van frequentiemodulatie of van
amplitudemodulatie.
Op de uitwerkbijlage is naast het uitgezonden signaal ook het signaal
weergegeven dat de radar ontvangen heeft na weerkaatsing op een
reflecterend doel. In deze figuur is de tijd tussen het uitzenden en het
ontvangen van het signaal aangegeven met Δt. Ook de periode T van het
signaal is aangegeven. Uit de verhouding Δt/T is de afstand tot het
reflecterende doel te bepalen.
Deze radar heeft een bereik van 75 km. Bij deze afstand geldt t T . De
echo is dan net terug voordat het signaal opnieuw wordt uitgezonden.
2p 7 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de afstand tot dit
reflecterende doel.
HA-1023-a-18-1-o lees verder ►►►
, Operatiedeken
Kleding wordt meestal gemaakt van textiel figuur 1
dat geweven is: de draden zijn in de
lengterichting en in de breedterichting met
elkaar verbonden, waardoor er een
samenhang ontstaat. Zie vergroot in figuur 1.
Om 1,0 m2 van dit weefsel te maken is 8,8 km
draad nodig.
Elke draad heeft een doorsnede met een
oppervlakte van 3,85·103 mm2. De massa
van 1,0 m2 van het weefsel is 47 gram.
3p 8 Bereken de dichtheid van de draad.
Niet-geleidend weefsel kan elektrisch figuur 2
geleidend gemaakt worden door
metaaldraden in de lengterichting mee te
weven in de stof. In de breedte zijn geen
geleidende draden opgenomen. Zie figuur 2.
Een materiaal dat gebruikt kan worden voor
de geleidende draden is een legering van
koper (Cu) en nikkel (Ni).
Deze CuNi-draden hebben een diameter van
40 μm. De weerstand van 1,00 m van deze
CuNi-draad is 250 Ω bij een temperatuur
van 293 K.
In figuur 3 is de soortelijke figuur 3
weerstand van deze 6,0·10−7
CuNi-draad als functie ρ (Ω m)
van het massapercentage 5,0·10−7
nikkel gegeven bij T = 293 K.
Figuur 3 staat ook op de 4,0·10−7
uitwerkbijlage.
4p 9 Bepaal met behulp van 3,0·10−7
figuur 3 het massapercentage
nikkel voor deze CuNi-draad. 2,0·10−7
1,0·10−7
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
massapercentage nikkel
HA-1023-a-18-1-o lees verder ►►►
