Examen VWO
2012
tijdvak 1
maandag 21 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik het tabellenboekje.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 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-12-1-o
, Opgave 1 Lichtpracticum
Bij een practicum op school moeten Amy en Rianne de volgende
onderzoeksvraag beantwoorden:
Wat is bij een brandend fietslampje het verband tussen de verlichtingssterkte en
de afstand tot dat brandend fietslampje?
Om de verlichtingssterkte bij verschillende afstanden te bepalen, gebruiken Amy
en Rianne de opstelling van figuur 1. Een schematische tekening van de
opstelling staat in figuur 2.
figuur 1 figuur 2
lampje
LDR
x
De opstelling bestaat uit een dikke figuur 3
PVC-buis die van binnen zwart is 16
RLDR
gemaakt. Aan de ene kant is de buis
(kΩ)
afgesloten met een deksel waarop 14
een LDR gemonteerd is. Aan de
andere kant zit een deksel met een 12
staaf. Aan de staaf zit het fietslampje.
Door met de staaf te schuiven 10
kunnen Amy en Rianne de afstand x
tussen het lampje en de LDR 8
instellen.
6
2p 1 Beantwoord de volgende vragen.
Waarom is de buis aan beide 4
kanten afgesloten?
Waarom is de buis van binnen 2
zwart gemaakt?
0
0 100 200 300
De ijkgrafiek van de LDR staat verlichtingssterkte (lux)
weergegeven in figuur 3.
VW-1023-a-12-1-o 2 lees verder ►►►
, Ze nemen de LDR op in een schakeling met een spanningsbron van 6,0 V, een
extra weerstand van 10 kΩ en een spanningsmeter.
4p 2 Voer de volgende opdrachten uit:
Teken een schakeling met alleen deze componenten, die geschikt is om de
weerstand van de LDR te bepalen.
Leg uit hoe de waarde van de weerstand van de LDR hiermee te bepalen is.
Amy en Rianne bepalen de weerstand van de LDR bij verschillende afstanden x
tussen het lampje en de LDR. Zij zetten hun meetpunten in het diagram van
figuur 4.
figuur 4
16
RLDR
(kΩ)
14
12
10
8
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12
x (cm)
Amy en Rianne willen nu controleren of de verlichtingssterkte op afstand x
van een brandend fietslampje omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de
afstand x tot het lampje. Dit is een voorbeeld van de kwadratenwet.
Hierbij maken zij gebruik van de ijkgrafiek van de LDR. Zie figuur 3.
4p 3 Ga na of de metingen bij 4 en 8 cm de kwadratenwet ondersteunen.
VW-1023-a-12-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Zweefmolen
Jan ziet op de kermis in Deurne de attractie die figuur 1
afgebeeld is in figuur 1: een hoge mast met een
zweefmolen.
Nadat de passagiers in de stoeltjes hebben
plaatsgenomen, beweegt de zweefmolen eerst
zonder te draaien langs de mast omhoog.
In 8,0 s gaat de zweefmolen 30 meter omhoog. In de
mast bevindt zich een contragewicht met een massa
gelijk aan de totale massa van de zweefmolen
zonder passagiers. Dit contragewicht is via een
katrol boven in de mast verbonden met de
zweefmolen en daalt met dezelfde snelheid als de
verticale snelheid van de zweefmolen. Zo wordt
energie bespaard. Voor de verticale verplaatsing
wordt een elektromotor gebruikt met een rendement
van 90%. Neem aan dat er 22 passagiers met een
gemiddelde massa van 60 kg in de stoeltjes hebben
plaatsgenomen.
4p 4 Bereken het minimale elektrisch vermogen van deze elektromotor.
Na het omhooggaan begint de zweefmolen te draaien. Hiervoor wordt een
tweede elektromotor gebruikt.
Op t = 0 s begint de zweefmolen te figuur 2
draaien en na 5 s draait hij met P (W)
constante snelheid.
Het vermogen van de tweede
elektromotor is uitgezet tegen de tijd
in figuur 2. 0 2 4 6 8 10
2p 5 Beantwoord de volgende vragen. t (s)
Waarom is het vermogen vóór
t 5 s groter dan na t 5 s ?
Waarom is het vermogen na t 5 s niet gelijk aan 0 W?
Vanaf t 5 s draaien de passagiers in de zweefmolen met constante snelheid
rond. Dit is vastgelegd op de foto van figuur 1. Figuur 1 is vergroot weergegeven
op de uitwerkbijlage.
Jan wil uit de foto de straal van de cirkelbaan bepalen. Hij merkt op dat op de
foto de straal van de cirkelbaan even groot is als de lengte van de lantaarnpaal.
De lantaarnpaal is in werkelijkheid 4,3 meter hoog. Hij concludeert dat de straal
van de cirkelbaan 4,3 meter is.
3p 6 Leg uit of deze conclusie juist is.
Gebruik in je antwoord het begrip ‘lineaire vergroting’.
VW-1023-a-12-1-o 4 lees verder ►►►
2012
tijdvak 1
maandag 21 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik het tabellenboekje.
Dit examen bestaat uit 26 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 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-12-1-o
, Opgave 1 Lichtpracticum
Bij een practicum op school moeten Amy en Rianne de volgende
onderzoeksvraag beantwoorden:
Wat is bij een brandend fietslampje het verband tussen de verlichtingssterkte en
de afstand tot dat brandend fietslampje?
Om de verlichtingssterkte bij verschillende afstanden te bepalen, gebruiken Amy
en Rianne de opstelling van figuur 1. Een schematische tekening van de
opstelling staat in figuur 2.
figuur 1 figuur 2
lampje
LDR
x
De opstelling bestaat uit een dikke figuur 3
PVC-buis die van binnen zwart is 16
RLDR
gemaakt. Aan de ene kant is de buis
(kΩ)
afgesloten met een deksel waarop 14
een LDR gemonteerd is. Aan de
andere kant zit een deksel met een 12
staaf. Aan de staaf zit het fietslampje.
Door met de staaf te schuiven 10
kunnen Amy en Rianne de afstand x
tussen het lampje en de LDR 8
instellen.
6
2p 1 Beantwoord de volgende vragen.
Waarom is de buis aan beide 4
kanten afgesloten?
Waarom is de buis van binnen 2
zwart gemaakt?
0
0 100 200 300
De ijkgrafiek van de LDR staat verlichtingssterkte (lux)
weergegeven in figuur 3.
VW-1023-a-12-1-o 2 lees verder ►►►
, Ze nemen de LDR op in een schakeling met een spanningsbron van 6,0 V, een
extra weerstand van 10 kΩ en een spanningsmeter.
4p 2 Voer de volgende opdrachten uit:
Teken een schakeling met alleen deze componenten, die geschikt is om de
weerstand van de LDR te bepalen.
Leg uit hoe de waarde van de weerstand van de LDR hiermee te bepalen is.
Amy en Rianne bepalen de weerstand van de LDR bij verschillende afstanden x
tussen het lampje en de LDR. Zij zetten hun meetpunten in het diagram van
figuur 4.
figuur 4
16
RLDR
(kΩ)
14
12
10
8
6
4
2
0
0 2 4 6 8 10 12
x (cm)
Amy en Rianne willen nu controleren of de verlichtingssterkte op afstand x
van een brandend fietslampje omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de
afstand x tot het lampje. Dit is een voorbeeld van de kwadratenwet.
Hierbij maken zij gebruik van de ijkgrafiek van de LDR. Zie figuur 3.
4p 3 Ga na of de metingen bij 4 en 8 cm de kwadratenwet ondersteunen.
VW-1023-a-12-1-o 3 lees verder ►►►
, Opgave 2 Zweefmolen
Jan ziet op de kermis in Deurne de attractie die figuur 1
afgebeeld is in figuur 1: een hoge mast met een
zweefmolen.
Nadat de passagiers in de stoeltjes hebben
plaatsgenomen, beweegt de zweefmolen eerst
zonder te draaien langs de mast omhoog.
In 8,0 s gaat de zweefmolen 30 meter omhoog. In de
mast bevindt zich een contragewicht met een massa
gelijk aan de totale massa van de zweefmolen
zonder passagiers. Dit contragewicht is via een
katrol boven in de mast verbonden met de
zweefmolen en daalt met dezelfde snelheid als de
verticale snelheid van de zweefmolen. Zo wordt
energie bespaard. Voor de verticale verplaatsing
wordt een elektromotor gebruikt met een rendement
van 90%. Neem aan dat er 22 passagiers met een
gemiddelde massa van 60 kg in de stoeltjes hebben
plaatsgenomen.
4p 4 Bereken het minimale elektrisch vermogen van deze elektromotor.
Na het omhooggaan begint de zweefmolen te draaien. Hiervoor wordt een
tweede elektromotor gebruikt.
Op t = 0 s begint de zweefmolen te figuur 2
draaien en na 5 s draait hij met P (W)
constante snelheid.
Het vermogen van de tweede
elektromotor is uitgezet tegen de tijd
in figuur 2. 0 2 4 6 8 10
2p 5 Beantwoord de volgende vragen. t (s)
Waarom is het vermogen vóór
t 5 s groter dan na t 5 s ?
Waarom is het vermogen na t 5 s niet gelijk aan 0 W?
Vanaf t 5 s draaien de passagiers in de zweefmolen met constante snelheid
rond. Dit is vastgelegd op de foto van figuur 1. Figuur 1 is vergroot weergegeven
op de uitwerkbijlage.
Jan wil uit de foto de straal van de cirkelbaan bepalen. Hij merkt op dat op de
foto de straal van de cirkelbaan even groot is als de lengte van de lantaarnpaal.
De lantaarnpaal is in werkelijkheid 4,3 meter hoog. Hij concludeert dat de straal
van de cirkelbaan 4,3 meter is.
3p 6 Leg uit of deze conclusie juist is.
Gebruik in je antwoord het begrip ‘lineaire vergroting’.
VW-1023-a-12-1-o 4 lees verder ►►►
