Examen HAVO
2012
tijdvak 1
woensdag 30 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 24 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 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-12-1-o
, Opgave 1 Sprong op de maan
Astronaut Young landde in 1972 met de Apollo 16 op de maan. Daar maakte hij
op een gegeven moment een sprong recht omhoog. Die sprong is gefilmd.
In het filmpje is te zien dat Young eerst door zijn knieën zakt om zich te kunnen
afzetten, zich vervolgens uitstrekt (de afzet), een tijd los is van de grond (de
sprong) en bij het neerkomen weer door zijn knieën zakt.
Op de uitwerkbijlage staan vier beelden uit het filmpje:
a Young is door zijn knieën gezakt;
b hij komt los van de grond;
c hij bereikt het hoogste punt;
d hij is bij het neerkomen weer door zijn knieën gezakt.
Aan de sprong is een videometing gedaan. Figuur 1 is het diagram van de
hoogte h van het zwaartepunt van Young als functie van de tijd.
Figuur 2 is het bijbehorende ( v,t)-diagram.
Op t = 1,16 s komt Young figuur 1
los van de grond. 1,60
h (m)
1p 1 Bepaal met behulp van het 1,40
(h,t)-diagram in figuur 1
hoeveel zijn zwaartepunt 1,20
na dat tijdstip nog omhoog
gaat. 1,00
2p 2 Bepaal met behulp van het 0,80
(v,t)-diagram in figuur 2
hoe lang hij los is van de 0,60
grond. 0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t (s)
4p 3 Voer de volgende
opdrachten uit:
Zoek op hoe groot figuur 2
de valversnelling gM 1,5
op de maan is. v (m/s)
Toon aan dat uit het 1,0
(v,t)-diagram vrijwel
dezelfde waarde voor 0,5
gM volgt.
0
-0,5
-1,0
-1,5
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t (s)
HA-1023-a-12-1-o 2 lees verder ►►►
, De massa van Young inclusief bepakking is 120 kg.
2
Tijdens het afzetten is zijn versnelling 3,3 m s .
4p 4 Bereken de grootte van de kracht die hij tijdens het afzetten op het
maanoppervlak uitoefent. Houd daarbij rekening met de zwaartekracht van de
maan.
In het diagram van figuur 3 figuur 3
is de zwaarte-energie Ez 350
van Young weergegeven Ez (J)
als functie van de tijd. 300
Voor de mechanische
energie geldt: 250
Emech = Ek + Ez.
4p 5 Bepaal de mechanische 200
energie op de tijdstippen
t 1,9 s en t 2,5 s . 150
Gebruik hierbij figuur 2 en
figuur 3. 100
50
0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t (s)
Het is verstandig om, zoals Young doet, bij het neerkomen door de knieën te
zakken. Als je dat niet doet, kan de landing vrij pijnlijk zijn.
2p 6 Leg uit waarom het verstandig is om bij het neerkomen door je knieën te zakken.
Baseer je uitleg op de relatie W Frem s.
HA-1023-a-12-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 LED
Lees eerst de tekst hieronder.
Een LED (Light Emitting Diode) is een
I (mA)
diode die licht kan uitzenden. Men kan een
LED op twee manieren op een
gelijkspanningsbron aansluiten.
Als de LED in de doorlaatrichting is sper- doorlaat -
geschakeld, loopt er vanaf een zekere richting richting
spanning, de drempelspanning, een
elektrische stroom.
0 ULED (V)
Als de LED in tegenovergestelde richting,
de sperrichting, is geschakeld, laat hij geen drempelspanning
stroom door. Zie de (I,U)-karakteristiek
hiernaast; daarin zijn de doorlaatrichting,
sperrichting en drempelspanning aangegeven.
Marissa bouwt de schakeling van figuur 1. Ze varieert de spanning van de
spanningsbron en meet de stroomsterkte in de stroomkring en de spanning over
de LED. Zie tabel 1.
figuur 1 tabel 1
Ubron ULED I
V (V) (V) (mA)
0,00 0,00 0,0
0,57 0,57 0,0
-
+ 1,00 1,00 0,0
A 1,57 1,57 0,0
2,00 1,88 3,9
2,19 1,92 8,8
2,40 2,00 13,1
2,60 2,09 16,7
V
2,80 2,13 21,9
3,00 2,17 27,1
3,20 2,22 32,0
3,48 2,27 39,5
3,60 2,30 42,5
3,83 2,35 48,4
4,00 2,40 52,3
In de specificaties van de fabrikant staat dat de drempelspanning van deze LED
1,7 V is.
2p 7 Leg uit dat de metingen van Marissa dat niet tegenspreken.
HA-1023-a-12-1-o 4 lees verder ►►►
2012
tijdvak 1
woensdag 30 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 24 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 76 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-12-1-o
, Opgave 1 Sprong op de maan
Astronaut Young landde in 1972 met de Apollo 16 op de maan. Daar maakte hij
op een gegeven moment een sprong recht omhoog. Die sprong is gefilmd.
In het filmpje is te zien dat Young eerst door zijn knieën zakt om zich te kunnen
afzetten, zich vervolgens uitstrekt (de afzet), een tijd los is van de grond (de
sprong) en bij het neerkomen weer door zijn knieën zakt.
Op de uitwerkbijlage staan vier beelden uit het filmpje:
a Young is door zijn knieën gezakt;
b hij komt los van de grond;
c hij bereikt het hoogste punt;
d hij is bij het neerkomen weer door zijn knieën gezakt.
Aan de sprong is een videometing gedaan. Figuur 1 is het diagram van de
hoogte h van het zwaartepunt van Young als functie van de tijd.
Figuur 2 is het bijbehorende ( v,t)-diagram.
Op t = 1,16 s komt Young figuur 1
los van de grond. 1,60
h (m)
1p 1 Bepaal met behulp van het 1,40
(h,t)-diagram in figuur 1
hoeveel zijn zwaartepunt 1,20
na dat tijdstip nog omhoog
gaat. 1,00
2p 2 Bepaal met behulp van het 0,80
(v,t)-diagram in figuur 2
hoe lang hij los is van de 0,60
grond. 0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t (s)
4p 3 Voer de volgende
opdrachten uit:
Zoek op hoe groot figuur 2
de valversnelling gM 1,5
op de maan is. v (m/s)
Toon aan dat uit het 1,0
(v,t)-diagram vrijwel
dezelfde waarde voor 0,5
gM volgt.
0
-0,5
-1,0
-1,5
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t (s)
HA-1023-a-12-1-o 2 lees verder ►►►
, De massa van Young inclusief bepakking is 120 kg.
2
Tijdens het afzetten is zijn versnelling 3,3 m s .
4p 4 Bereken de grootte van de kracht die hij tijdens het afzetten op het
maanoppervlak uitoefent. Houd daarbij rekening met de zwaartekracht van de
maan.
In het diagram van figuur 3 figuur 3
is de zwaarte-energie Ez 350
van Young weergegeven Ez (J)
als functie van de tijd. 300
Voor de mechanische
energie geldt: 250
Emech = Ek + Ez.
4p 5 Bepaal de mechanische 200
energie op de tijdstippen
t 1,9 s en t 2,5 s . 150
Gebruik hierbij figuur 2 en
figuur 3. 100
50
0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t (s)
Het is verstandig om, zoals Young doet, bij het neerkomen door de knieën te
zakken. Als je dat niet doet, kan de landing vrij pijnlijk zijn.
2p 6 Leg uit waarom het verstandig is om bij het neerkomen door je knieën te zakken.
Baseer je uitleg op de relatie W Frem s.
HA-1023-a-12-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 LED
Lees eerst de tekst hieronder.
Een LED (Light Emitting Diode) is een
I (mA)
diode die licht kan uitzenden. Men kan een
LED op twee manieren op een
gelijkspanningsbron aansluiten.
Als de LED in de doorlaatrichting is sper- doorlaat -
geschakeld, loopt er vanaf een zekere richting richting
spanning, de drempelspanning, een
elektrische stroom.
0 ULED (V)
Als de LED in tegenovergestelde richting,
de sperrichting, is geschakeld, laat hij geen drempelspanning
stroom door. Zie de (I,U)-karakteristiek
hiernaast; daarin zijn de doorlaatrichting,
sperrichting en drempelspanning aangegeven.
Marissa bouwt de schakeling van figuur 1. Ze varieert de spanning van de
spanningsbron en meet de stroomsterkte in de stroomkring en de spanning over
de LED. Zie tabel 1.
figuur 1 tabel 1
Ubron ULED I
V (V) (V) (mA)
0,00 0,00 0,0
0,57 0,57 0,0
-
+ 1,00 1,00 0,0
A 1,57 1,57 0,0
2,00 1,88 3,9
2,19 1,92 8,8
2,40 2,00 13,1
2,60 2,09 16,7
V
2,80 2,13 21,9
3,00 2,17 27,1
3,20 2,22 32,0
3,48 2,27 39,5
3,60 2,30 42,5
3,83 2,35 48,4
4,00 2,40 52,3
In de specificaties van de fabrikant staat dat de drempelspanning van deze LED
1,7 V is.
2p 7 Leg uit dat de metingen van Marissa dat niet tegenspreken.
HA-1023-a-12-1-o 4 lees verder ►►►
