Examen HAVO
2013
tijdvak 1
dinsdag 28 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 74 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-13-1-o
, Opgave 1 Radontherapie
Lees eerst onderstaand artikel.
Radontherapie
In de “Radon Health Mine” in de
Amerikaanse staat Montana kunnen
mensen een radontherapie ondergaan.
Tien dagen lang verblijven ze enkele
uren per dag in een ondergrondse
mijntunnel waar de lucht een hoge
concentratie aan radioactief radon heeft.
Het gas komt vrij uit de gesteenten van
de mijn. De straling waaraan de mensen
worden blootgesteld heeft een heilzame
werking, zo wordt beweerd.
Het radon in de mijn is de isotoop radon-222 (Rn-222).
Op de uitwerkbijlage is het verval van Rn-222 in een (A,Z)-diagram
weergegeven met een pijl.
2p 1 Leg uit hoe uit de figuur op de uitwerkbijlage blijkt dat bij het verval van
Rn-222 een α-deeltje vrijkomt.
De kern die bij dit verval ontstaat, is ook instabiel en vervalt korte tijd
later; dit proces herhaalt zich een aantal malen.
Bij een mogelijke vervalreeks van deze kern komen zo achtereenvolgens
een α-deeltje, een β–-deeltje, een β–-deeltje en een α-deeltje vrij.
3p 2 Welke isotoop ontstaat door deze vervalreeks? Geef daartoe in de figuur
op de uitwerkbijlage de vervalreeks weer met pijlen.
De activiteit van het Rn-222 in de Amerikaanse mijn bedraagt 65 Bq per
liter lucht. De α-straling wordt vooral door het longweefsel geabsorbeerd.
In de longen van een bepaalde persoon bevindt zich (gemiddeld) 6,0 liter
lucht.
Als gevolg van het verval van één Rn-222-kern absorbeert het
longweefsel 3,1·1012 J stralingsenergie. Per uur absorbeert het
longweefsel hierdoor 4,4·106 J stralingsenergie.
3p 3 Toon met een berekening aan dat het longweefsel per uur de genoemde
hoeveelheid stralingsenergie absorbeert.
HA-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) H geldt:
E
H Q
m
Hierin is:
H de equivalente dosis (in Sv);
Q de zogenaamde stralingsweegfactor (kwaliteitsfactor);
Q = 20 voor α-deeltjes;
E de geabsorbeerde energie (in J);
m de massa (in kg).
Iemand verblijft tijdens zijn therapie 32 uur in de mijn. De massa van zijn
longen is 9,5·102 g.
3p 4 Bereken de equivalente dosis die zijn longen hierdoor ontvangen.
Om historische redenen worden de risico’s van radon niet beoordeeld op
grond van de equivalente dosis. Speciaal voor mijnwerkers heeft men al
vijftig jaar geleden voor het stralingsniveau ten gevolge van radon en zijn
vervalproducten de eenheid WL (working level) ingevoerd.
Een stralingsniveau van 1,0 WL wordt acceptabel geacht voor
mijnwerkers; 1,0 WL komt overeen met een radonactiviteit
van 2,0·10–9 curie per m3 lucht. De curie is een verouderde eenheid van
activiteit. Zie tabel 5 van Binas.
3p 5 Bereken het stralingsniveau in WL van de Radon Health Mine.
HA-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Opgave 2 Skydiven
Skydiven is een sport waarbij men uit een figuur 1
vliegtuig springt en een groot deel van v 60
de tijd naar de aarde valt zonder de (m s-¹)
parachute te openen. 50
Na enige tijd is de snelheid van de
skydiver constant. Figuur 1 is het 40
(v,t)-diagram van het begin van zo’n
30
sprong. Het (v,t)-diagram staat vergroot
op de uitwerkbijlage.
20
In de eerste twee seconden is de
luchtweerstand vrijwel te verwaarlozen. 10
3p 6 Toon dat aan. Bepaal daartoe eerst in
de figuur op de uitwerkbijlage, zo 0
nauwkeurig mogelijk, de versnelling in 0 5 10 15 20 25
t (s)
die periode.
Tussen t 0 s en t 20 s valt de skydiver over een afstand van 0,9 km.
3p 7 Toon dit aan met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage.
De skydiver sprong op een hoogte van 3,0 km uit het vliegtuig. Op een
hoogte van 0,8 km opent hij zijn parachute.
3p 8 Bepaal de tijd tussen het verlaten van het vliegtuig en het openen van de
parachute.
Op de website van Indoor Skydive te Roosendaal staat de volgende tekst:
Mensen hebben altijd al op eigen kracht willen vliegen. Bij Indoor Skydive in
Roosendaal kan dat! Hier beleef je het unieke gevoel van vrijheid van de
skydiver die uit een vliegtuig is gesprongen.
In een grote schacht met glazen figuur 2
wanden wordt lucht met hoge
snelheid omhoog geblazen. Als je
in deze windtunnel horizontaal op
de luchtstroom gaat ‘liggen’
(zie figuur 2), kun je blijven zweven.
In de windtunnel wordt de lucht met
een snelheid van 55 m s1 omhoog
geblazen. De windtunnel heeft een
cirkelvormige doorsnede met een
oppervlakte van 14,5 m2.
2p 9 Bereken hoeveel m3 lucht er per bron: Indoor Skydive, te Roosendaal
seconde door de windtunnel wordt
geblazen.
HA-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
2013
tijdvak 1
dinsdag 28 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 27 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 74 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-13-1-o
, Opgave 1 Radontherapie
Lees eerst onderstaand artikel.
Radontherapie
In de “Radon Health Mine” in de
Amerikaanse staat Montana kunnen
mensen een radontherapie ondergaan.
Tien dagen lang verblijven ze enkele
uren per dag in een ondergrondse
mijntunnel waar de lucht een hoge
concentratie aan radioactief radon heeft.
Het gas komt vrij uit de gesteenten van
de mijn. De straling waaraan de mensen
worden blootgesteld heeft een heilzame
werking, zo wordt beweerd.
Het radon in de mijn is de isotoop radon-222 (Rn-222).
Op de uitwerkbijlage is het verval van Rn-222 in een (A,Z)-diagram
weergegeven met een pijl.
2p 1 Leg uit hoe uit de figuur op de uitwerkbijlage blijkt dat bij het verval van
Rn-222 een α-deeltje vrijkomt.
De kern die bij dit verval ontstaat, is ook instabiel en vervalt korte tijd
later; dit proces herhaalt zich een aantal malen.
Bij een mogelijke vervalreeks van deze kern komen zo achtereenvolgens
een α-deeltje, een β–-deeltje, een β–-deeltje en een α-deeltje vrij.
3p 2 Welke isotoop ontstaat door deze vervalreeks? Geef daartoe in de figuur
op de uitwerkbijlage de vervalreeks weer met pijlen.
De activiteit van het Rn-222 in de Amerikaanse mijn bedraagt 65 Bq per
liter lucht. De α-straling wordt vooral door het longweefsel geabsorbeerd.
In de longen van een bepaalde persoon bevindt zich (gemiddeld) 6,0 liter
lucht.
Als gevolg van het verval van één Rn-222-kern absorbeert het
longweefsel 3,1·1012 J stralingsenergie. Per uur absorbeert het
longweefsel hierdoor 4,4·106 J stralingsenergie.
3p 3 Toon met een berekening aan dat het longweefsel per uur de genoemde
hoeveelheid stralingsenergie absorbeert.
HA-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Voor de equivalente dosis (het dosisequivalent) H geldt:
E
H Q
m
Hierin is:
H de equivalente dosis (in Sv);
Q de zogenaamde stralingsweegfactor (kwaliteitsfactor);
Q = 20 voor α-deeltjes;
E de geabsorbeerde energie (in J);
m de massa (in kg).
Iemand verblijft tijdens zijn therapie 32 uur in de mijn. De massa van zijn
longen is 9,5·102 g.
3p 4 Bereken de equivalente dosis die zijn longen hierdoor ontvangen.
Om historische redenen worden de risico’s van radon niet beoordeeld op
grond van de equivalente dosis. Speciaal voor mijnwerkers heeft men al
vijftig jaar geleden voor het stralingsniveau ten gevolge van radon en zijn
vervalproducten de eenheid WL (working level) ingevoerd.
Een stralingsniveau van 1,0 WL wordt acceptabel geacht voor
mijnwerkers; 1,0 WL komt overeen met een radonactiviteit
van 2,0·10–9 curie per m3 lucht. De curie is een verouderde eenheid van
activiteit. Zie tabel 5 van Binas.
3p 5 Bereken het stralingsniveau in WL van de Radon Health Mine.
HA-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Opgave 2 Skydiven
Skydiven is een sport waarbij men uit een figuur 1
vliegtuig springt en een groot deel van v 60
de tijd naar de aarde valt zonder de (m s-¹)
parachute te openen. 50
Na enige tijd is de snelheid van de
skydiver constant. Figuur 1 is het 40
(v,t)-diagram van het begin van zo’n
30
sprong. Het (v,t)-diagram staat vergroot
op de uitwerkbijlage.
20
In de eerste twee seconden is de
luchtweerstand vrijwel te verwaarlozen. 10
3p 6 Toon dat aan. Bepaal daartoe eerst in
de figuur op de uitwerkbijlage, zo 0
nauwkeurig mogelijk, de versnelling in 0 5 10 15 20 25
t (s)
die periode.
Tussen t 0 s en t 20 s valt de skydiver over een afstand van 0,9 km.
3p 7 Toon dit aan met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage.
De skydiver sprong op een hoogte van 3,0 km uit het vliegtuig. Op een
hoogte van 0,8 km opent hij zijn parachute.
3p 8 Bepaal de tijd tussen het verlaten van het vliegtuig en het openen van de
parachute.
Op de website van Indoor Skydive te Roosendaal staat de volgende tekst:
Mensen hebben altijd al op eigen kracht willen vliegen. Bij Indoor Skydive in
Roosendaal kan dat! Hier beleef je het unieke gevoel van vrijheid van de
skydiver die uit een vliegtuig is gesprongen.
In een grote schacht met glazen figuur 2
wanden wordt lucht met hoge
snelheid omhoog geblazen. Als je
in deze windtunnel horizontaal op
de luchtstroom gaat ‘liggen’
(zie figuur 2), kun je blijven zweven.
In de windtunnel wordt de lucht met
een snelheid van 55 m s1 omhoog
geblazen. De windtunnel heeft een
cirkelvormige doorsnede met een
oppervlakte van 14,5 m2.
2p 9 Bereken hoeveel m3 lucht er per bron: Indoor Skydive, te Roosendaal
seconde door de windtunnel wordt
geblazen.
HA-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
