Examen VWO
2010
tijdvak 1
vrijdag 21 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde (pilot)
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 26 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.
VW-1023-f-10-1-o
, Formuleblad
C Beweging en wisselwerking
Fw,l = 12 ρ cw Av 2
mM
Echem = rvV Echem = rm m Egrav = −G
r
Σpvoor = Σpna
D Lading en veld
I = GU
E Straling en materie
P Δλ
= σT 4 L = 4π R 2σ T 4 v= c
A λ
E
D= H = QD
m
VW-1023-f-10-1-o 2 lees verder ►►►
, Opgave 1 Een temperatuursensor maken
Jeroen gaat zelf een temperatuursensor in elkaar zetten. Hij wil dat de sensor bij
een hogere temperatuur een hogere spanning geeft.
Jeroen bedenkt drie schakelingen. Zie figuur 1.
In de drie schakelingen zijn steeds dezelfde NTC en dezelfde R gebruikt.
figuur 1
A B C
NTC Usensor NTC
5V 5V 5V
NTC Usensor
R R Usensor
Jeroen kiest schakeling C voor zijn temperatuursensor. Op de uitwerkbijlage is
voor schakeling C de grafiek van de sensorspanning tegen de temperatuur
geschetst.
2p 1 Schets op de uitwerkbijlage de grafieken van de sensorspanning tegen de
temperatuur die schakeling A en schakeling B geven.
3p 2 Leg uit hoe het komt dat schakeling C bij een hogere temperatuur een hogere
sensorspanning geeft.
Jeroen gebruikt een voedingsspanning van 5,0 V. Voor de NTC geldt:
RNTC = 2, 2 kΩ bij een temperatuur van 25 °C.
De NTC mag niet te veel opwarmen door de stroom die er doorheen loopt:
het elektrisch vermogen dat in de NTC omgezet wordt, mag maximaal 2,0 mW
bedragen bij een temperatuur van 25 °C.
4p 3 Bereken de waarde die de serieweerstand R (minimaal) moet hebben.
Jeroen wil zijn temperatuursensor gaan gebruiken in zijn computer. De
temperatuur mag daar niet boven 25 °C komen. Daarom wil Jeroen een
automatisch systeem met een ventilator in de computerkast bouwen. Om dit
koelsysteem te ontwerpen, bouwt Jeroen eerst een automatische schakeling op
een systeembord. Deze schakeling moet voldoen aan de volgende eisen:
− De ventilator moet gaan draaien als de temperatuur in de computer boven
de 25 °C komt.
− De ventilator moet blijven draaien zolang de temperatuur hoger is dan 25 °C.
− Als de temperatuur onder de 25 °C komt, moet de ventilator nog 20 s
doordraaien.
In de figuur op de uitwerkbijlage is een gedeelte van het ontwerp weergegeven.
5p 4 Maak het ontwerp af, zodat het voldoet aan de eisen die Jeroen gesteld heeft.
VW-1023-f-10-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Kingda Ka
Lees het artikel.
Snelste achtbaan
ter wereld geopend
New York. De hoogste en snelste
achtbaan ter wereld gaat binnenkort
open. Wie in de Kingda Ka stapt,
maakt mee dat de trein in 3,5 seconde
vanuit stilstand tot 205 km h −1 wordt
versneld en daarna 139 m omhoog
wordt gejaagd. Op het hoogste punt is
de snelheid nog zo groot, dat de
passagiers loskomen uit hun stoeltje
en tegen de sluitbeugels worden
gedrukt. Vervolgens stort de trein
zich loodrecht in de diepte, waarna
een tweede heuvel volgt. De hele rit
duurt nog geen minuut.
naar: de Gelderlander, 21 mei 2005
Bij de start wordt de trein figuur 1
van de Kingda Ka op een 70
horizontale baan versneld. v (m s-1)
In figuur 1 staat het 60
(v,t)-diagram van de
beweging op die horizontale 50
baan.
Tussen v = 20 m s −1 en 40
v = 40 m s −1 is de beweging 30
éénparig versneld. De
versnelling is daar maximaal. 20
Bij dit soort attracties wordt
de versnelling op de 10
passagiers vaak uitgedrukt in
de valversnelling g. 0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
t (s)
3p 5 Bepaal met behulp van figuur 1 de maximale versnelling die de passagiers
ondervinden, uitgedrukt in de valversnelling g.
VW-1023-f-10-1-o 4 lees verder ►►►
2010
tijdvak 1
vrijdag 21 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde (pilot)
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Dit examen bestaat uit 26 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.
VW-1023-f-10-1-o
, Formuleblad
C Beweging en wisselwerking
Fw,l = 12 ρ cw Av 2
mM
Echem = rvV Echem = rm m Egrav = −G
r
Σpvoor = Σpna
D Lading en veld
I = GU
E Straling en materie
P Δλ
= σT 4 L = 4π R 2σ T 4 v= c
A λ
E
D= H = QD
m
VW-1023-f-10-1-o 2 lees verder ►►►
, Opgave 1 Een temperatuursensor maken
Jeroen gaat zelf een temperatuursensor in elkaar zetten. Hij wil dat de sensor bij
een hogere temperatuur een hogere spanning geeft.
Jeroen bedenkt drie schakelingen. Zie figuur 1.
In de drie schakelingen zijn steeds dezelfde NTC en dezelfde R gebruikt.
figuur 1
A B C
NTC Usensor NTC
5V 5V 5V
NTC Usensor
R R Usensor
Jeroen kiest schakeling C voor zijn temperatuursensor. Op de uitwerkbijlage is
voor schakeling C de grafiek van de sensorspanning tegen de temperatuur
geschetst.
2p 1 Schets op de uitwerkbijlage de grafieken van de sensorspanning tegen de
temperatuur die schakeling A en schakeling B geven.
3p 2 Leg uit hoe het komt dat schakeling C bij een hogere temperatuur een hogere
sensorspanning geeft.
Jeroen gebruikt een voedingsspanning van 5,0 V. Voor de NTC geldt:
RNTC = 2, 2 kΩ bij een temperatuur van 25 °C.
De NTC mag niet te veel opwarmen door de stroom die er doorheen loopt:
het elektrisch vermogen dat in de NTC omgezet wordt, mag maximaal 2,0 mW
bedragen bij een temperatuur van 25 °C.
4p 3 Bereken de waarde die de serieweerstand R (minimaal) moet hebben.
Jeroen wil zijn temperatuursensor gaan gebruiken in zijn computer. De
temperatuur mag daar niet boven 25 °C komen. Daarom wil Jeroen een
automatisch systeem met een ventilator in de computerkast bouwen. Om dit
koelsysteem te ontwerpen, bouwt Jeroen eerst een automatische schakeling op
een systeembord. Deze schakeling moet voldoen aan de volgende eisen:
− De ventilator moet gaan draaien als de temperatuur in de computer boven
de 25 °C komt.
− De ventilator moet blijven draaien zolang de temperatuur hoger is dan 25 °C.
− Als de temperatuur onder de 25 °C komt, moet de ventilator nog 20 s
doordraaien.
In de figuur op de uitwerkbijlage is een gedeelte van het ontwerp weergegeven.
5p 4 Maak het ontwerp af, zodat het voldoet aan de eisen die Jeroen gesteld heeft.
VW-1023-f-10-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Kingda Ka
Lees het artikel.
Snelste achtbaan
ter wereld geopend
New York. De hoogste en snelste
achtbaan ter wereld gaat binnenkort
open. Wie in de Kingda Ka stapt,
maakt mee dat de trein in 3,5 seconde
vanuit stilstand tot 205 km h −1 wordt
versneld en daarna 139 m omhoog
wordt gejaagd. Op het hoogste punt is
de snelheid nog zo groot, dat de
passagiers loskomen uit hun stoeltje
en tegen de sluitbeugels worden
gedrukt. Vervolgens stort de trein
zich loodrecht in de diepte, waarna
een tweede heuvel volgt. De hele rit
duurt nog geen minuut.
naar: de Gelderlander, 21 mei 2005
Bij de start wordt de trein figuur 1
van de Kingda Ka op een 70
horizontale baan versneld. v (m s-1)
In figuur 1 staat het 60
(v,t)-diagram van de
beweging op die horizontale 50
baan.
Tussen v = 20 m s −1 en 40
v = 40 m s −1 is de beweging 30
éénparig versneld. De
versnelling is daar maximaal. 20
Bij dit soort attracties wordt
de versnelling op de 10
passagiers vaak uitgedrukt in
de valversnelling g. 0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
t (s)
3p 5 Bepaal met behulp van figuur 1 de maximale versnelling die de passagiers
ondervinden, uitgedrukt in de valversnelling g.
VW-1023-f-10-1-o 4 lees verder ►►►
