Examen VWO
2011
tijdvak 1
maandag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde (pilot)
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling opgenomen.
Dit examen bestaat uit 28 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 78 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.
VW-1023-f-11-1-o
, Formuleblad
Formules die bij het pilot-programma horen en die niet in BINAS staan.
C Beweging en wisselwerking
Fw,l 12 cw Av 2
Echem rvV Echem rm m
pvoor pna
D Lading en veld
I GU
E Straling en materie
P
T 4 L 4 R 2 T 4 v c
A
E
D H QD
m
VW-1023-f-11-1-o 2 lees verder ►►►
, Opgave 1 Splijtstof opsporen met neutrino’s
Als splijtstof in een kernreactor wordt uranium-235 gebruikt. Deze isotoop heeft
de eigenschap dat de kern splijt als er een neutron wordt ingevangen. Er
ontstaan dan twee nieuwe kernen en een aantal nieuwe neutronen.
Bij een van de mogelijke splijtingsreacties ontstaan twee nieuwe neutronen en is
barium- 147 een van de splijtingsproducten.
3p 1 Geef de reactievergelijking van deze splijting.
Kerncentrales staan onder internationaal toezicht omdat splijtstof ook gebruikt
kan worden bij de productie van kernwapens.
Er is een plan geopperd voor controle van buitenaf met behulp van neutrino’s.
In een kerncentrale ontstaan namelijk ontzettend veel neutrino’s en
antineutrino’s. Figuur 1 toont het diagram van een deeltjesproces dat zich in een
kerncentrale afspeelt.
figuur 1
p+
n
....
3p 2 Leg uit of bij dit deeltjesproces een neutrino of een anti-neutrino ontstaat. Maak
hierbij gebruik van een of meer behoudswetten.
1p 3 Voor welke van de vier fundamentele wisselwerkingen is het (anti-)neutrino
gevoelig?
Het is niet mogelijk om (anti-)neutrino’s rechtstreeks te detecteren. Via
symmetrie kan aangetoond worden dat de volgende reactie kan optreden.
Zie figuur 2.
figuur 2
p
n
....
3p 4 Beschrijf hoe deze reactie gebruikt kan worden om neutrino’s te detecteren.
VW-1023-f-11-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Pioneer-10
De verkenner Pioneer-10 werd gelanceerd in 1972. Voordat Pioneer-10 het
zonnestelsel verliet, beschreef hij een baan langs verschillende planeten.
Op een bepaald moment bevond Pioneer-10 zich op een afstand van
5, 09 1011 m van de zon en had een snelheid van 1,87 104 m s 1 loodrecht op de
verbindingslijn van Pioneer-10 met de zon.
Deze snelheid is groter dan de snelheid die Pioneer-10 zou hebben als hij op
dezelfde afstand in een éénparige cirkelbaan om de zon zou bewegen.
4p 5 Toon dat aan met een berekening.
De baan van Pioneer-10 is dus figuur 1
geen cirkelbaan maar een
aarde zon
langgerekte baan richting Jupiter.
Zie figuur 1. Tim en Maaike
proberen de kromming van de baan Jupiter
van Pioneer-10 te verklaren.
Tim meent dat de aantrekkingskracht van de zon de kromming veroorzaakt.
Maaike denkt dat de kromming het gevolg is van de lancering met de draaiing
van de aarde mee.
2p 6 Verklaar voor beide standpunten of ze natuurkundig juist zijn.
In 1983 bewoog Pioneer-10 met een snelheid van ongeveer 2,6 AE per jaar in
de richting van de rode ster Aldebaran. Zie figuur 2. Deze figuur is niet op
schaal. Eén AE (Astronomische Eenheid) is gelijk aan de gemiddelde afstand
van de zon tot de aarde.
figuur 2
zonnestelsel Aldebaran
1972 1983
3p 7 Bereken hoeveel jaar Pioneer-10 over zijn reis naar Aldebaran zal doen als hij
zijn hele reis met de gegeven snelheid beweegt.
In het begin van de reis wordt Pioneer-10 door de zon vertraagd. Aan het eind
van zijn reis wordt Pioneer-10 door Aldebaran versneld. Tim en Maaike
bespreken het effect hiervan op de gemiddelde snelheid van Pioneer-10.
Tim denkt dat vgem minder dan 2,6 AE per jaar is door de invloed van de zon.
Maaike meent dat vgem meer dan 2,6 AE per jaar is, omdat de massa van
Aldebaran 25 keer zo groot is als de massa van de zon.
2p 8 Leg uit wie er gelijk heeft.
VW-1023-f-11-1-o 4 lees verder ►►►
2011
tijdvak 1
maandag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde (pilot)
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling opgenomen.
Dit examen bestaat uit 28 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 78 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.
VW-1023-f-11-1-o
, Formuleblad
Formules die bij het pilot-programma horen en die niet in BINAS staan.
C Beweging en wisselwerking
Fw,l 12 cw Av 2
Echem rvV Echem rm m
pvoor pna
D Lading en veld
I GU
E Straling en materie
P
T 4 L 4 R 2 T 4 v c
A
E
D H QD
m
VW-1023-f-11-1-o 2 lees verder ►►►
, Opgave 1 Splijtstof opsporen met neutrino’s
Als splijtstof in een kernreactor wordt uranium-235 gebruikt. Deze isotoop heeft
de eigenschap dat de kern splijt als er een neutron wordt ingevangen. Er
ontstaan dan twee nieuwe kernen en een aantal nieuwe neutronen.
Bij een van de mogelijke splijtingsreacties ontstaan twee nieuwe neutronen en is
barium- 147 een van de splijtingsproducten.
3p 1 Geef de reactievergelijking van deze splijting.
Kerncentrales staan onder internationaal toezicht omdat splijtstof ook gebruikt
kan worden bij de productie van kernwapens.
Er is een plan geopperd voor controle van buitenaf met behulp van neutrino’s.
In een kerncentrale ontstaan namelijk ontzettend veel neutrino’s en
antineutrino’s. Figuur 1 toont het diagram van een deeltjesproces dat zich in een
kerncentrale afspeelt.
figuur 1
p+
n
....
3p 2 Leg uit of bij dit deeltjesproces een neutrino of een anti-neutrino ontstaat. Maak
hierbij gebruik van een of meer behoudswetten.
1p 3 Voor welke van de vier fundamentele wisselwerkingen is het (anti-)neutrino
gevoelig?
Het is niet mogelijk om (anti-)neutrino’s rechtstreeks te detecteren. Via
symmetrie kan aangetoond worden dat de volgende reactie kan optreden.
Zie figuur 2.
figuur 2
p
n
....
3p 4 Beschrijf hoe deze reactie gebruikt kan worden om neutrino’s te detecteren.
VW-1023-f-11-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Pioneer-10
De verkenner Pioneer-10 werd gelanceerd in 1972. Voordat Pioneer-10 het
zonnestelsel verliet, beschreef hij een baan langs verschillende planeten.
Op een bepaald moment bevond Pioneer-10 zich op een afstand van
5, 09 1011 m van de zon en had een snelheid van 1,87 104 m s 1 loodrecht op de
verbindingslijn van Pioneer-10 met de zon.
Deze snelheid is groter dan de snelheid die Pioneer-10 zou hebben als hij op
dezelfde afstand in een éénparige cirkelbaan om de zon zou bewegen.
4p 5 Toon dat aan met een berekening.
De baan van Pioneer-10 is dus figuur 1
geen cirkelbaan maar een
aarde zon
langgerekte baan richting Jupiter.
Zie figuur 1. Tim en Maaike
proberen de kromming van de baan Jupiter
van Pioneer-10 te verklaren.
Tim meent dat de aantrekkingskracht van de zon de kromming veroorzaakt.
Maaike denkt dat de kromming het gevolg is van de lancering met de draaiing
van de aarde mee.
2p 6 Verklaar voor beide standpunten of ze natuurkundig juist zijn.
In 1983 bewoog Pioneer-10 met een snelheid van ongeveer 2,6 AE per jaar in
de richting van de rode ster Aldebaran. Zie figuur 2. Deze figuur is niet op
schaal. Eén AE (Astronomische Eenheid) is gelijk aan de gemiddelde afstand
van de zon tot de aarde.
figuur 2
zonnestelsel Aldebaran
1972 1983
3p 7 Bereken hoeveel jaar Pioneer-10 over zijn reis naar Aldebaran zal doen als hij
zijn hele reis met de gegeven snelheid beweegt.
In het begin van de reis wordt Pioneer-10 door de zon vertraagd. Aan het eind
van zijn reis wordt Pioneer-10 door Aldebaran versneld. Tim en Maaike
bespreken het effect hiervan op de gemiddelde snelheid van Pioneer-10.
Tim denkt dat vgem minder dan 2,6 AE per jaar is door de invloed van de zon.
Maaike meent dat vgem meer dan 2,6 AE per jaar is, omdat de massa van
Aldebaran 25 keer zo groot is als de massa van de zon.
2p 8 Leg uit wie er gelijk heeft.
VW-1023-f-11-1-o 4 lees verder ►►►
