Examen VWO
2011
tijdvak 1
maandag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
tevens oud programma natuurkunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling opgenomen.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 74 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-11-1-o
, Opgave 1 Zonnelamp
Een zonnelamp maakt het mogelijk figuur 1
om ruimtes zonder ramen met daglicht te doorzichtige
koepel
verlichten.
Op het dak wordt een doorzichtige koepel cilinder van acryl
geplaatst die het zonlicht doorlaat.
De koepel rust op een cilinder van acryl met
zaagtandprofiel. Daaronder zit een buis die
door het plafond naar een kamer gaat. Zie buis
figuur 1.
De binnenkant van de buis is van spiegelend
materiaal gemaakt. Onder aan de buis komt
lamp
het licht door de ‘lamp’ diffuus de kamer in.
De buis is vergroot weergegeven in de figuur
op de uitwerkbijlage. Daarin is één lichtstraal
getekend.
2p 1 Construeer in de figuur op de uitwerkbijlage
het vervolg van de lichtstraal tot aan de ‘lamp’.
Om ook bij lage zonnestand genoeg licht in de kamer te krijgen, kan het zonlicht
door de cilinder van acryl naar binnen. Zie figuur 2. Figuur 3 is een verticale
doorsnede van de cilinder met de koepel. Figuur 2 en 3 zijn niet op schaal.
figuur 2 figuur 3
doorzichtige koepel
zaagtandprofiel
van acryl buis
Op de uitwerkbijlage staat een gedeelte van figuur 3 vergroot weergegeven.
Daarbij is één invallende lichtstraal getekend. Ook is op zeven manieren het
vervolg van de lichtstraal door het zaagtandprofiel getekend.
4p 2 Geef aan welke manier de juiste is. Licht je antwoord toe, waar nodig met een
berekening.
VW-1023-a-11-1-o 2 lees verder ►►►
, De binnenkant van de buis is bedekt met een speciaal folie dat veel beter
reflecteert dan een verchroomd oppervlak. In figuur 4 is voor het folie de
intensiteit als functie van het aantal reflecties weergegeven als percentage van
de oorspronkelijke intensiteit. Figuur 4 staat ook op de uitwerkbijlage.
figuur 4
100
intensiteit
(%)
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
aantal reflecties
Bij chroom wordt bij iedere reflectie 70% van het opvallende licht gereflecteerd.
3p 3 Teken in de figuur op de uitwerkbijlage de grafiek voor chroom van 0 tot 10
reflecties. Bereken hiervoor de percentages bij 2 en 10 reflecties.
In figuur 5 staat de grafiek die de fabrikant levert over de reflectie van het folie
in de buis.
In figuur 6 staat de intensiteitsverdeling van zonlicht weergegeven.
figuur 5 figuur 6
100
reflectie intensiteit
(%) 80
60
40
20
0
0 330 550 770 0 330 550 770
golflengte (nm) golflengte (nm)
2p 4 Noem aan de hand van de grafieken twee verschillen tussen de straling die via
de buis de kamer in kan komen en de straling van zonlicht. Licht bij elk verschil
toe of dat een voordeel of een nadeel van de zonnelamp is.
VW-1023-a-11-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Pioneer-10
De verkenner Pioneer-10 werd gelanceerd in 1972 en was in 1983 het eerste
ruimtevaartuig dat ons zonnestelsel verliet. Zie de ‘artist impression’ in figuur 1.
figuur 1
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 5 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 6 Leg uit wie er gelijk heeft.
VW-1023-a-11-1-o 4 lees verder ►►►
2011
tijdvak 1
maandag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
tevens oud programma natuurkunde 1,2
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling opgenomen.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 74 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-11-1-o
, Opgave 1 Zonnelamp
Een zonnelamp maakt het mogelijk figuur 1
om ruimtes zonder ramen met daglicht te doorzichtige
koepel
verlichten.
Op het dak wordt een doorzichtige koepel cilinder van acryl
geplaatst die het zonlicht doorlaat.
De koepel rust op een cilinder van acryl met
zaagtandprofiel. Daaronder zit een buis die
door het plafond naar een kamer gaat. Zie buis
figuur 1.
De binnenkant van de buis is van spiegelend
materiaal gemaakt. Onder aan de buis komt
lamp
het licht door de ‘lamp’ diffuus de kamer in.
De buis is vergroot weergegeven in de figuur
op de uitwerkbijlage. Daarin is één lichtstraal
getekend.
2p 1 Construeer in de figuur op de uitwerkbijlage
het vervolg van de lichtstraal tot aan de ‘lamp’.
Om ook bij lage zonnestand genoeg licht in de kamer te krijgen, kan het zonlicht
door de cilinder van acryl naar binnen. Zie figuur 2. Figuur 3 is een verticale
doorsnede van de cilinder met de koepel. Figuur 2 en 3 zijn niet op schaal.
figuur 2 figuur 3
doorzichtige koepel
zaagtandprofiel
van acryl buis
Op de uitwerkbijlage staat een gedeelte van figuur 3 vergroot weergegeven.
Daarbij is één invallende lichtstraal getekend. Ook is op zeven manieren het
vervolg van de lichtstraal door het zaagtandprofiel getekend.
4p 2 Geef aan welke manier de juiste is. Licht je antwoord toe, waar nodig met een
berekening.
VW-1023-a-11-1-o 2 lees verder ►►►
, De binnenkant van de buis is bedekt met een speciaal folie dat veel beter
reflecteert dan een verchroomd oppervlak. In figuur 4 is voor het folie de
intensiteit als functie van het aantal reflecties weergegeven als percentage van
de oorspronkelijke intensiteit. Figuur 4 staat ook op de uitwerkbijlage.
figuur 4
100
intensiteit
(%)
80
60
40
20
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
aantal reflecties
Bij chroom wordt bij iedere reflectie 70% van het opvallende licht gereflecteerd.
3p 3 Teken in de figuur op de uitwerkbijlage de grafiek voor chroom van 0 tot 10
reflecties. Bereken hiervoor de percentages bij 2 en 10 reflecties.
In figuur 5 staat de grafiek die de fabrikant levert over de reflectie van het folie
in de buis.
In figuur 6 staat de intensiteitsverdeling van zonlicht weergegeven.
figuur 5 figuur 6
100
reflectie intensiteit
(%) 80
60
40
20
0
0 330 550 770 0 330 550 770
golflengte (nm) golflengte (nm)
2p 4 Noem aan de hand van de grafieken twee verschillen tussen de straling die via
de buis de kamer in kan komen en de straling van zonlicht. Licht bij elk verschil
toe of dat een voordeel of een nadeel van de zonnelamp is.
VW-1023-a-11-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Pioneer-10
De verkenner Pioneer-10 werd gelanceerd in 1972 en was in 1983 het eerste
ruimtevaartuig dat ons zonnestelsel verliet. Zie de ‘artist impression’ in figuur 1.
figuur 1
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 5 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 6 Leg uit wie er gelijk heeft.
VW-1023-a-11-1-o 4 lees verder ►►►
