Examen VWO
2013
tijdvak 1
dinsdag 14 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik het tabellenboekje.
Bij dit examen is een herziene versie van de uitwerkbijlage verstrekt.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift
opgenomen.
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.
VW-1023-a-13-1-o
, Opgave 1 Sprint
Kimberley en Jenneke maken met behulp van een video-opname een
(s,t)-diagram van een sprint van Carl Lewis over 100 meter. Zie de figuren
1 en 2. Figuur 2 staat vergroot weergegeven op de uitwerkbijlage.
figuur 1 figuur 2
120
s (m)
100
80
60
40
20
0
0 2 4 6 8 10 12
t (s)
Over het deel van de race vanaf t = 4,0 s trekken Kimberley en Jenneke
de volgende conclusies:
Vanaf t = 4,0 s is de snelheid van Lewis constant.
Deze snelheid is gelijk aan 11,7 ms 1.
2p 1 Laat zien met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage dat beide
conclusies juist zijn.
Kimberley en Jenneke onderzoeken nu het begin van de race. Ze hebben
elk een hypothese over de eerste 4 seconde.
Kimberley Hypothese 1 “Lewis leverde in de eerste 4 s een constante kracht.”
Jenneke Hypothese 2 “Lewis leverde in de eerste 4 s een constant vermogen.”
In het (v,t)-diagram van figuur 3 staat figuur 3
gegeven hoe de snelheid zou verlopen als 12
hypothese 1 van Kimberley klopt, v (ms )
- 1
uitgaande van de snelheid op t = 4,0 s. 10
De massa van Carl Lewis bedraagt 80 kg.
8
3p 2 Bepaal de grootte van de kracht die
Kimberley in haar model heeft gebruikt. 6
Neem aan dat de wrijvingskrachten
4
verwaarloosd mogen worden.
2
3p 3 Laat zien dat figuur 3 en figuur 2 (zie
uitwerkbijlage) niet met elkaar in 0
overeenstemming zijn. 0 1 2 3 4
t (s)
VW-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Hypothese 1 van Kimberley blijkt figuur 4
dus niet te kloppen. 12
v (ms )
- 1
Jenneke werkt hypothese 2 uit. 10
Zij maakt een model waarin het geleverde
constante vermogen alleen gebruikt wordt 8
voor toename van de kinetische energie.
Het (v,t)-diagram dat uit dit model volgt, is 6
weergegeven in figuur 4.
De snelheid voldoet aan de formule: 4
v (t ) k t (1) 2
0
Hierin is k een constante. 0 1 2 3 4
t (s)
3p 4 Leid de formule af gebruikmakend van formules uit Binas.
Jenneke wil onderzoeken of hypothese 2 figuur 5
het verloop van de afgelegde afstand in de 40
eerste 4 seconde juist beschrijft. s (m)
Daarvoor maakt ze in Excel een trendlijn 30
door het begin van de (s,t)-grafiek van
figuur 2. Zie figuur 5. 20
Ze krijgt dan een lijn door de meetpunten
die voldoet aan de formule: 10
0
s 3,9 t1,5 (2) 0 1 2 3 4
t (s)
Haar leraar legt uit dat de figuur 6
snelheidsfunctie de afgeleide is van de
plaatsfunctie en schrijft op hoe die
afgeleide bepaald moet worden.
Zie figuur 6.
5p 5 Voer de volgende opdrachten uit om te
controleren of hypothese 2 klopt:
Bereken de waarde van k zodat
formule (1) klopt met de snelheid op t = 4,0 s.
Toon aan dat deze waarde van k overeenkomt met formule (2).
Toon aan dat de exponent in formule (2) klopt.
Bepaal of bereken de grootte van het constante vermogen van Carl
Lewis in de eerste 4 seconde.
VW-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Opgave 2 Stad van de Zon
De nieuwbouwwijk ‘Stad van de Zon’ in Heerhugowaard dankt zijn naam
aan het grote aantal zonnepanelen dat geïnstalleerd is. Deze kunnen
samen een piekvermogen van 3,75 MW leveren. In de wijk zijn 1600
huizen gebouwd.
Janine vraagt zich af hoeveel vierkante meter zonnepanelen voor dit
vermogen nodig is. Ook vraagt zij zich af of de energie die door de
zonnepanelen geleverd gaat worden genoeg zal zijn voor de hele wijk.
Van verschillende websites haalt ze de informatie die in het onderstaande
kader staat.
Het piekvermogen is het elektrisch vermogen dat zonnepanelen leveren bij
‘volle zon’ (maximale zonneschijn en loodrechte inval).
In Nederland is de intensiteit van het zonlicht bij ‘volle zon’ 1000 W m2.
Het gemiddelde vermogen van een zonnepaneel op jaarbasis is
10% van het piekvermogen.
Het rendement van de gebruikte zonnepanelen is 13%.
Een gemiddeld Nederlands huishouden gebruikt per jaar 3656 kWh aan
elektrische energie.
De spanning die de zonnepanelen leveren wordt omgezet naar een spanning
van 230 V.
3p 6 Bereken de totale oppervlakte van de zonnepanelen in de ‘Stad van de
Zon’.
4p 7 Laat met behulp van een berekening zien of de zonnepanelen op
jaarbasis voldoende energie leveren voor de huizen in de wijk.
VW-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
2013
tijdvak 1
dinsdag 14 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik het tabellenboekje.
Bij dit examen is een herziene versie van de uitwerkbijlage verstrekt.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift
opgenomen.
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.
VW-1023-a-13-1-o
, Opgave 1 Sprint
Kimberley en Jenneke maken met behulp van een video-opname een
(s,t)-diagram van een sprint van Carl Lewis over 100 meter. Zie de figuren
1 en 2. Figuur 2 staat vergroot weergegeven op de uitwerkbijlage.
figuur 1 figuur 2
120
s (m)
100
80
60
40
20
0
0 2 4 6 8 10 12
t (s)
Over het deel van de race vanaf t = 4,0 s trekken Kimberley en Jenneke
de volgende conclusies:
Vanaf t = 4,0 s is de snelheid van Lewis constant.
Deze snelheid is gelijk aan 11,7 ms 1.
2p 1 Laat zien met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage dat beide
conclusies juist zijn.
Kimberley en Jenneke onderzoeken nu het begin van de race. Ze hebben
elk een hypothese over de eerste 4 seconde.
Kimberley Hypothese 1 “Lewis leverde in de eerste 4 s een constante kracht.”
Jenneke Hypothese 2 “Lewis leverde in de eerste 4 s een constant vermogen.”
In het (v,t)-diagram van figuur 3 staat figuur 3
gegeven hoe de snelheid zou verlopen als 12
hypothese 1 van Kimberley klopt, v (ms )
- 1
uitgaande van de snelheid op t = 4,0 s. 10
De massa van Carl Lewis bedraagt 80 kg.
8
3p 2 Bepaal de grootte van de kracht die
Kimberley in haar model heeft gebruikt. 6
Neem aan dat de wrijvingskrachten
4
verwaarloosd mogen worden.
2
3p 3 Laat zien dat figuur 3 en figuur 2 (zie
uitwerkbijlage) niet met elkaar in 0
overeenstemming zijn. 0 1 2 3 4
t (s)
VW-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Hypothese 1 van Kimberley blijkt figuur 4
dus niet te kloppen. 12
v (ms )
- 1
Jenneke werkt hypothese 2 uit. 10
Zij maakt een model waarin het geleverde
constante vermogen alleen gebruikt wordt 8
voor toename van de kinetische energie.
Het (v,t)-diagram dat uit dit model volgt, is 6
weergegeven in figuur 4.
De snelheid voldoet aan de formule: 4
v (t ) k t (1) 2
0
Hierin is k een constante. 0 1 2 3 4
t (s)
3p 4 Leid de formule af gebruikmakend van formules uit Binas.
Jenneke wil onderzoeken of hypothese 2 figuur 5
het verloop van de afgelegde afstand in de 40
eerste 4 seconde juist beschrijft. s (m)
Daarvoor maakt ze in Excel een trendlijn 30
door het begin van de (s,t)-grafiek van
figuur 2. Zie figuur 5. 20
Ze krijgt dan een lijn door de meetpunten
die voldoet aan de formule: 10
0
s 3,9 t1,5 (2) 0 1 2 3 4
t (s)
Haar leraar legt uit dat de figuur 6
snelheidsfunctie de afgeleide is van de
plaatsfunctie en schrijft op hoe die
afgeleide bepaald moet worden.
Zie figuur 6.
5p 5 Voer de volgende opdrachten uit om te
controleren of hypothese 2 klopt:
Bereken de waarde van k zodat
formule (1) klopt met de snelheid op t = 4,0 s.
Toon aan dat deze waarde van k overeenkomt met formule (2).
Toon aan dat de exponent in formule (2) klopt.
Bepaal of bereken de grootte van het constante vermogen van Carl
Lewis in de eerste 4 seconde.
VW-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
, Opgave 2 Stad van de Zon
De nieuwbouwwijk ‘Stad van de Zon’ in Heerhugowaard dankt zijn naam
aan het grote aantal zonnepanelen dat geïnstalleerd is. Deze kunnen
samen een piekvermogen van 3,75 MW leveren. In de wijk zijn 1600
huizen gebouwd.
Janine vraagt zich af hoeveel vierkante meter zonnepanelen voor dit
vermogen nodig is. Ook vraagt zij zich af of de energie die door de
zonnepanelen geleverd gaat worden genoeg zal zijn voor de hele wijk.
Van verschillende websites haalt ze de informatie die in het onderstaande
kader staat.
Het piekvermogen is het elektrisch vermogen dat zonnepanelen leveren bij
‘volle zon’ (maximale zonneschijn en loodrechte inval).
In Nederland is de intensiteit van het zonlicht bij ‘volle zon’ 1000 W m2.
Het gemiddelde vermogen van een zonnepaneel op jaarbasis is
10% van het piekvermogen.
Het rendement van de gebruikte zonnepanelen is 13%.
Een gemiddeld Nederlands huishouden gebruikt per jaar 3656 kWh aan
elektrische energie.
De spanning die de zonnepanelen leveren wordt omgezet naar een spanning
van 230 V.
3p 6 Bereken de totale oppervlakte van de zonnepanelen in de ‘Stad van de
Zon’.
4p 7 Laat met behulp van een berekening zien of de zonnepanelen op
jaarbasis voldoende energie leveren voor de huizen in de wijk.
VW-1023-a-13-1-o lees verder ►►►
