03
Examen VWO
20
Natuurkunde 1 (nieuwe stijl)
Voorbereidend
Wetenschappelijk
Onderwijs
Tijdvak 1
Maandag 26 mei
13.30 – 16.30 uur
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.
Voor dit examen zijn maximaal 79 punten te
behalen; het examen bestaat uit 24 vragen. Geef niet meer antwoorden (redenen,
Voor elk vraagnummer is aangegeven hoeveel voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
punten met een goed antwoord behaald kunnen Als er bijvoorbeeld twee redenen worden
worden. gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
Voor de uitwerking van de vragen 8 en 19 is een dan worden alleen de eerste twee in de
bijlage toegevoegd. beoordeling meegeteld.
300010 23 Begin
, Opgave 1 ISO
Eind 1995 is in Frans Guyana de astronomische satelliet ISO gelanceerd. ISO staat voor
“Infra-red Space Observatory”. De satelliet meet de intensiteit van infraroodstraling met
golflengten tussen 2,5 µm en 250 µm .
3p 1 Bereken de kleinste frequentie van infraroodstraling die ISO meet.
Voor zijn energievoorziening maakt ISO gebruik van een zonnepaneel. Zie figuur 1.
figuur 1
300010 23 2 Lees verder
,3p 2 Schat de oppervlakte van het zonnepaneel met behulp van de foto. Vermeld de aanname(s)
die je daarbij maakt.
Het zonnepaneel levert een elektrisch vermogen van 600 W. De vervangingsweerstand van
de aangesloten apparatuur is 0,96 Ω . Om technische redenen wordt besloten de spanning
waarbij dit vermogen wordt geleverd omlaag te brengen.
3p 3 Leg uit of de vervangingsweerstand van de aangesloten apparatuur daartoe groter of kleiner
gemaakt moet worden.
De waarnemingsapparatuur moet een lage temperatuur hebben. Om die te bereiken, wordt
de waarnemingsapparatuur van ISO voortdurend gekoeld. Als koelsysteem wordt een
cryostaat (een soort grote thermosfles) gebruikt die met 2100 liter vloeibaar helium gevuld
is. Om te illustreren hoe goed de cryostaat geïsoleerd is, werd in een persbericht een
vergelijking gemaakt met de volgende situatie:
“Wanneer de cryostaat gevuld wordt met 2100 kg kokend water in plaats van met
vloeibaar helium, duurt het 6,0 jaar voordat het water tot kamertemperatuur (20 ºC)
afgekoeld is.”
4p 4 Bereken het gemiddelde vermogen dat in die situatie door de isolatie wordt doorgelaten.
300010 23 3 Lees verder
, Opgave 2 Hartbewaking
In een ziekenhuis toont een computerscherm voortdurend het cardiogram van een patiënt.
Zie figuur 2.
figuur 2
0,25 seconden
R
500 µV
T
P
Q
S
Onder de ‘pols’ verstaan we het aantal hartslagen per minuut.
3p 5 Bepaal de ‘pols’ van de patiënt.
Dit cardiogram is verkregen met een AD-omzetter die het hartsignaal eerst heeft omgezet
in een digitaal signaal met een stapgrootte (resolutie) van 1 µV.
3p 6 Bereken hoeveel bits deze AD-omzetter minimaal heeft.
De computer is een onderdeel van een automatisch systeem voor hartbewaking. Wanneer
dit systeem gedurende 3,0 seconden geen piek R registreert, klinkt een zoemer. Deze blijft
in werking totdat iemand het systeem uitschakelt.
2p 7 Leg uit of dit automatische systeem een meetsysteem, een stuursysteem of een
regelsysteem is.
In figuur 3 zijn enkele onderdelen van het automatische systeem getekend. Er ontbreken
nog enkele verwerkers. Ook zijn nog niet alle verbindingen getekend. De pulsgenerator is
ingesteld op een frequentie van 8,0 Hz.
figuur 3
telpulsen 32 16 8 4 2 1
8,0 Hz
pulsgenerator
reset
hartsignaal
schakelaar
zoemer
Figuur 3 staat vergroot op de bijlage.
5p 8 Teken in de figuur op de bijlage de ontbrekende verwerkers en de benodigde verbindingen
om het automatische systeem goed te laten werken.
300010 23 4 Lees verder
Examen VWO
20
Natuurkunde 1 (nieuwe stijl)
Voorbereidend
Wetenschappelijk
Onderwijs
Tijdvak 1
Maandag 26 mei
13.30 – 16.30 uur
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.
Voor dit examen zijn maximaal 79 punten te
behalen; het examen bestaat uit 24 vragen. Geef niet meer antwoorden (redenen,
Voor elk vraagnummer is aangegeven hoeveel voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
punten met een goed antwoord behaald kunnen Als er bijvoorbeeld twee redenen worden
worden. gevraagd en je geeft meer dan twee redenen,
Voor de uitwerking van de vragen 8 en 19 is een dan worden alleen de eerste twee in de
bijlage toegevoegd. beoordeling meegeteld.
300010 23 Begin
, Opgave 1 ISO
Eind 1995 is in Frans Guyana de astronomische satelliet ISO gelanceerd. ISO staat voor
“Infra-red Space Observatory”. De satelliet meet de intensiteit van infraroodstraling met
golflengten tussen 2,5 µm en 250 µm .
3p 1 Bereken de kleinste frequentie van infraroodstraling die ISO meet.
Voor zijn energievoorziening maakt ISO gebruik van een zonnepaneel. Zie figuur 1.
figuur 1
300010 23 2 Lees verder
,3p 2 Schat de oppervlakte van het zonnepaneel met behulp van de foto. Vermeld de aanname(s)
die je daarbij maakt.
Het zonnepaneel levert een elektrisch vermogen van 600 W. De vervangingsweerstand van
de aangesloten apparatuur is 0,96 Ω . Om technische redenen wordt besloten de spanning
waarbij dit vermogen wordt geleverd omlaag te brengen.
3p 3 Leg uit of de vervangingsweerstand van de aangesloten apparatuur daartoe groter of kleiner
gemaakt moet worden.
De waarnemingsapparatuur moet een lage temperatuur hebben. Om die te bereiken, wordt
de waarnemingsapparatuur van ISO voortdurend gekoeld. Als koelsysteem wordt een
cryostaat (een soort grote thermosfles) gebruikt die met 2100 liter vloeibaar helium gevuld
is. Om te illustreren hoe goed de cryostaat geïsoleerd is, werd in een persbericht een
vergelijking gemaakt met de volgende situatie:
“Wanneer de cryostaat gevuld wordt met 2100 kg kokend water in plaats van met
vloeibaar helium, duurt het 6,0 jaar voordat het water tot kamertemperatuur (20 ºC)
afgekoeld is.”
4p 4 Bereken het gemiddelde vermogen dat in die situatie door de isolatie wordt doorgelaten.
300010 23 3 Lees verder
, Opgave 2 Hartbewaking
In een ziekenhuis toont een computerscherm voortdurend het cardiogram van een patiënt.
Zie figuur 2.
figuur 2
0,25 seconden
R
500 µV
T
P
Q
S
Onder de ‘pols’ verstaan we het aantal hartslagen per minuut.
3p 5 Bepaal de ‘pols’ van de patiënt.
Dit cardiogram is verkregen met een AD-omzetter die het hartsignaal eerst heeft omgezet
in een digitaal signaal met een stapgrootte (resolutie) van 1 µV.
3p 6 Bereken hoeveel bits deze AD-omzetter minimaal heeft.
De computer is een onderdeel van een automatisch systeem voor hartbewaking. Wanneer
dit systeem gedurende 3,0 seconden geen piek R registreert, klinkt een zoemer. Deze blijft
in werking totdat iemand het systeem uitschakelt.
2p 7 Leg uit of dit automatische systeem een meetsysteem, een stuursysteem of een
regelsysteem is.
In figuur 3 zijn enkele onderdelen van het automatische systeem getekend. Er ontbreken
nog enkele verwerkers. Ook zijn nog niet alle verbindingen getekend. De pulsgenerator is
ingesteld op een frequentie van 8,0 Hz.
figuur 3
telpulsen 32 16 8 4 2 1
8,0 Hz
pulsgenerator
reset
hartsignaal
schakelaar
zoemer
Figuur 3 staat vergroot op de bijlage.
5p 8 Teken in de figuur op de bijlage de ontbrekende verwerkers en de benodigde verbindingen
om het automatische systeem goed te laten werken.
300010 23 4 Lees verder
