Examen HAVO
2007
tijdvak 1
woensdag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde 1
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 25 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.
700023-1-055o
, Opgave 1 Optrekkende auto
Met een auto is een testrit gemaakt op een horizontale weg. Figuur 1 is het
(v,t)-diagram van deze rit.
figuur 1
30
v
(m/s)
20
10
0
0 5 10 15 20 25
t (s)
Volgens de specificaties is de auto in staat om in 10 s van 0 tot 80 km/h te
versnellen.
2p 1 Laat met een berekening zien of daar tijdens de testrit aan voldaan is.
In de grafiek zitten drie dalende stukjes omdat de chauffeur dan schakelt. Na het
schakelen versnelt de auto weer.
2p 2 Leg uit hoe uit de grafiek blijkt dat de versnelling a na het schakelen kleiner is
dan voor het schakelen.
3
De auto heeft een massa van 1,2·10 kg.
Figuur 1 staat ook op de uitwerkbijlage.
4p 3 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de voortstuwingskracht
van de motor in de periode van t = 0 tot t = 2,0 s. Verwaarloos daarbij de
wrijvingskracht die de auto ondervindt.
Tussen t = 17 s en t = 20 s rijdt de auto met constante snelheid.
2
De auto ondervindt dan een wrijvingskracht van 8,0·10 N.
3p 4 Bepaal het vermogen dat de automotor in deze periode levert.
Vanaf t = 20 s remt de auto af tot stilstand.
Figuur 1 staat nogmaals op de uitwerkbijlage.
3p 5 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de afstand die de auto
tijdens het remmen aflegt.
700023-1-055o 2 lees verder ►►►
, Opgave 2 Kabelhaspel
Er zijn verlengsnoeren te koop die op figuur 2
een haspel gewikkeld zijn. Zie figuur 2.
Op een bepaalde kabelhaspel staan de
volgende gegevens:
Lengte kabel 40 m
Spanning 230 V
Maximaal aan te sluiten vermogen:
opgerold 1000 W
afgerold 3500 W
2p 6 Bereken de stroomsterkte die maximaal door deze kabel mag gaan als hij
afgerold is.
2p 7 Leg uit waarom op de opgerolde kabel veel minder vermogen mag worden
aangesloten dan op de afgerolde kabel.
In de kabel zitten twee koperen aders. Elke ader heeft een cirkelvormige
doorsnede met een diameter van 1,0 mm.
4p 8 Bereken de weerstand van één ader.
Een lamp is aangesloten op de haspel. figuur 3
Nu wordt, parallel aan de lamp, ook een 230 V
straalkachel aangesloten op de haspel.
In figuur 3 is deze situatie schematisch
R ader R ader
weergegeven.
Na het aansluiten van de kachel blijkt de
lamp minder fel te branden.
4p 9 Leg uit waarom. Bespreek daartoe
achtereenvolgens hoe door het R kachel
aansluiten van de straalkachel de
volgende grootheden veranderen:
− de vervangingsweerstand,
− de stroomsterkte door de aders van de kabel,
− de spanning over de aders van de kabel,
− de spanning over de lamp.
700023-1-055o 3 lees verder ►►►
, Opgave 3 Uranium-munitie
Lees eerst de tekst in het kader.
Sinds enige tijd is er een nieuwe antitankgranaat in gebruik die nogal ter
discussie staat. De granaat is gemaakt van uranium, een hard, zwaar en
brandbaar metaal. Het uranium bestaat vrijwel volledig uit de licht radioactieve
isotoop U-238. Bij een inslag stijgt de temperatuur van de granaat met meer dan
duizend graden Celsius. Hierbij kan een deel van het uranium verpulveren en
verbranden. Er ontstaan zeer veel kleine stofdeeltjes uraniumoxide die zich over
tientallen kilometers kunnen verspreiden. Bij inademing dringen de stofdeeltjes
tot diep in de longen door en bestralen daar het omringende weefsel.
Een granaat van 5,4 kg uranium (uraan) slaat in met een snelheid van
1,6·103 m/s. Men neemt aan dat 12% van de kinetische energie wordt omgezet in
warmte in het uranium.
In het artikel wordt beweerd dat de temperatuur van de granaat met meer dan
duizend graden Celsius stijgt.
5p 10 Ga met een berekening na of deze bewering juist is.
Uranium is zeer brandbaar bij hoge temperatuur. Het verpulverde metaal
verbrandt tot uraniumoxide. Bij een bepaalde inslag komt 1,5 kg uraniumoxide
vrij in de vorm van kleine stofdeeltjes. De stofdeeltjes hebben een volume van
–18
gemiddeld 8,0·10 m3.
3 3
Uraniumoxide heeft een dichtheid van 11·10 kg/m .
3p 11 Bereken het aantal stofdeeltjes uraniumoxide dat bij deze inslag ontstaat.
Bij een inslag komt een groot aantal figuur 4
stofdeeltjes in de lucht. Ze dalen met een Daalsnelheid van stofdeeltjes uraniumoxide
kleine constante snelheid naar beneden. 6,0
daal-
Figuur 4 geeft het verband tussen de snelheid
(mm/s)
grootte van zo’n stofdeeltje en zijn 4,0
verticale daalsnelheid.
Bij een inslag zijn stofdeeltjes 2,0
uraniumoxide met een grootte van 2,5 μm
tot een hoogte van 15 m in de lucht
0
gekomen. Zolang ze dalen, worden de 0 1,0 2,0 3,0 4,0
grootte stofdeeltje (micrometer)
deeltjes door de wind in horizontale
richting meegevoerd.
Die dag is de windsnelheid 5,0 m/s.
4p 12 Bepaal de afstand waarover deze deeltjes door de wind worden meegenomen.
Uranium-238 is radioactief.
3p 13 Geef de vervalreactie van U-238.
700023-1-055o 4 lees verder ►►►
2007
tijdvak 1
woensdag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde 1
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 25 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.
700023-1-055o
, Opgave 1 Optrekkende auto
Met een auto is een testrit gemaakt op een horizontale weg. Figuur 1 is het
(v,t)-diagram van deze rit.
figuur 1
30
v
(m/s)
20
10
0
0 5 10 15 20 25
t (s)
Volgens de specificaties is de auto in staat om in 10 s van 0 tot 80 km/h te
versnellen.
2p 1 Laat met een berekening zien of daar tijdens de testrit aan voldaan is.
In de grafiek zitten drie dalende stukjes omdat de chauffeur dan schakelt. Na het
schakelen versnelt de auto weer.
2p 2 Leg uit hoe uit de grafiek blijkt dat de versnelling a na het schakelen kleiner is
dan voor het schakelen.
3
De auto heeft een massa van 1,2·10 kg.
Figuur 1 staat ook op de uitwerkbijlage.
4p 3 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de voortstuwingskracht
van de motor in de periode van t = 0 tot t = 2,0 s. Verwaarloos daarbij de
wrijvingskracht die de auto ondervindt.
Tussen t = 17 s en t = 20 s rijdt de auto met constante snelheid.
2
De auto ondervindt dan een wrijvingskracht van 8,0·10 N.
3p 4 Bepaal het vermogen dat de automotor in deze periode levert.
Vanaf t = 20 s remt de auto af tot stilstand.
Figuur 1 staat nogmaals op de uitwerkbijlage.
3p 5 Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de afstand die de auto
tijdens het remmen aflegt.
700023-1-055o 2 lees verder ►►►
, Opgave 2 Kabelhaspel
Er zijn verlengsnoeren te koop die op figuur 2
een haspel gewikkeld zijn. Zie figuur 2.
Op een bepaalde kabelhaspel staan de
volgende gegevens:
Lengte kabel 40 m
Spanning 230 V
Maximaal aan te sluiten vermogen:
opgerold 1000 W
afgerold 3500 W
2p 6 Bereken de stroomsterkte die maximaal door deze kabel mag gaan als hij
afgerold is.
2p 7 Leg uit waarom op de opgerolde kabel veel minder vermogen mag worden
aangesloten dan op de afgerolde kabel.
In de kabel zitten twee koperen aders. Elke ader heeft een cirkelvormige
doorsnede met een diameter van 1,0 mm.
4p 8 Bereken de weerstand van één ader.
Een lamp is aangesloten op de haspel. figuur 3
Nu wordt, parallel aan de lamp, ook een 230 V
straalkachel aangesloten op de haspel.
In figuur 3 is deze situatie schematisch
R ader R ader
weergegeven.
Na het aansluiten van de kachel blijkt de
lamp minder fel te branden.
4p 9 Leg uit waarom. Bespreek daartoe
achtereenvolgens hoe door het R kachel
aansluiten van de straalkachel de
volgende grootheden veranderen:
− de vervangingsweerstand,
− de stroomsterkte door de aders van de kabel,
− de spanning over de aders van de kabel,
− de spanning over de lamp.
700023-1-055o 3 lees verder ►►►
, Opgave 3 Uranium-munitie
Lees eerst de tekst in het kader.
Sinds enige tijd is er een nieuwe antitankgranaat in gebruik die nogal ter
discussie staat. De granaat is gemaakt van uranium, een hard, zwaar en
brandbaar metaal. Het uranium bestaat vrijwel volledig uit de licht radioactieve
isotoop U-238. Bij een inslag stijgt de temperatuur van de granaat met meer dan
duizend graden Celsius. Hierbij kan een deel van het uranium verpulveren en
verbranden. Er ontstaan zeer veel kleine stofdeeltjes uraniumoxide die zich over
tientallen kilometers kunnen verspreiden. Bij inademing dringen de stofdeeltjes
tot diep in de longen door en bestralen daar het omringende weefsel.
Een granaat van 5,4 kg uranium (uraan) slaat in met een snelheid van
1,6·103 m/s. Men neemt aan dat 12% van de kinetische energie wordt omgezet in
warmte in het uranium.
In het artikel wordt beweerd dat de temperatuur van de granaat met meer dan
duizend graden Celsius stijgt.
5p 10 Ga met een berekening na of deze bewering juist is.
Uranium is zeer brandbaar bij hoge temperatuur. Het verpulverde metaal
verbrandt tot uraniumoxide. Bij een bepaalde inslag komt 1,5 kg uraniumoxide
vrij in de vorm van kleine stofdeeltjes. De stofdeeltjes hebben een volume van
–18
gemiddeld 8,0·10 m3.
3 3
Uraniumoxide heeft een dichtheid van 11·10 kg/m .
3p 11 Bereken het aantal stofdeeltjes uraniumoxide dat bij deze inslag ontstaat.
Bij een inslag komt een groot aantal figuur 4
stofdeeltjes in de lucht. Ze dalen met een Daalsnelheid van stofdeeltjes uraniumoxide
kleine constante snelheid naar beneden. 6,0
daal-
Figuur 4 geeft het verband tussen de snelheid
(mm/s)
grootte van zo’n stofdeeltje en zijn 4,0
verticale daalsnelheid.
Bij een inslag zijn stofdeeltjes 2,0
uraniumoxide met een grootte van 2,5 μm
tot een hoogte van 15 m in de lucht
0
gekomen. Zolang ze dalen, worden de 0 1,0 2,0 3,0 4,0
grootte stofdeeltje (micrometer)
deeltjes door de wind in horizontale
richting meegevoerd.
Die dag is de windsnelheid 5,0 m/s.
4p 12 Bepaal de afstand waarover deze deeltjes door de wind worden meegenomen.
Uranium-238 is radioactief.
3p 13 Geef de vervalreactie van U-238.
700023-1-055o 4 lees verder ►►►
