Examenvragen - Fysica - Arts 2018

Vraag: Arts 2018

Het tijdsverloop van de snelheid van vier wagens A, B, C en D is grafisch weergegeven in onderstaande v (t)-grafieken.
De wagen die de grootste afstand heeft afgelegd in het tijdsinterval van 0 tot 20 min is:

Antwoord: C

Afgelegde weg is oppervlakte onder de curve.
Omdat de verschillen nogal klein zijn en makkelijk misteld kan worden, rekenen we het algebraïsch uit (eenheden van de grafiek)
A: 20.5 (opp.rechthoek) + 20.10/2 (opp.driehoek) = 200
B: 20.10 = 200
C: 5.20 (onderste rij) + 15.20/2 (opp.driehoek) = 250
D: 30.15/2 (opp.driehoek) = 225
Dus antwoord C

Vraag: Arts 2018

De grootte |F| van de gravitatiekracht F op een voorwerp op een bepaalde plaats in de omgeving van een planeet is weergegeven als functie van de massa van het voorwerp in de |F|(m)-grafiek.
De grootte van de valversnelling op de planeet wordt het best benaderd door:
<A> 0,59 m/s2.
<B> 0,98 m/s2.
<C> 1,7 m/s2.
<D> 9,8 m/s2.

Antwoord: C

Hier kan men eenvoudig toepassen dat F = m.|a|
Voor de hoogste waarde: 17 = 10.|a| |a| = a (positief) = 1,7 m/s2

Vraag: Arts 2018

Beschouw volgende situatie nabij het aardoppervlak. Een blok met massa m = 2,0 kg glijdt van een helling van punt A naar punt B zoals aangegeven op de figuur. De wrijving tussen blok en helling mag verwaarloosd worden.
Hoeveel bedraagt de grootte van de resulterende kracht op het blok tijdens de glijbeweging?
<A> 1,0 N.
<B> 10 N.
<C> 20 N.
<D> 17 N.

Antwoord: B

Antwoord B
Fz = m.g = 20N
F = Fz.sin α = 20 . 10/20 = 10 N

Vraag: Arts 2018

Verschillende toestanden van eenzelfde hoeveelheid ideaal gas worden weergegeven door de punten A, B, C en D in het onderstaande p(V )-diagram.
In welke toestand heeft het gas de hoogste temperatuur?
<A> A.
<B> B.
<C> C.
<D> D.

Antwoord: C

Volgens de universele gaswet is p.V/T = n.R
Nu blijft de hoeveelheid (n) dezelfde en R is een constante, dus
p.V/T = k (een constante)
Dus T = p.V/k
We gebruiken voor de eenvoud de eenheden zoals die op de grafiek gegeven zijn en laten ze weg in onze formules hieronder.
TA = 2 . 250 / k = 500 / k
TB = 3 . 200 / k = 600 / k
TC = 5 . 150 / k = 750 / k
TD = 7 . 100 / k = 700 / k
De hoogste temperatuur is er dus in toestand C.

Vraag: Arts 2018

Gegeven is een elektrische schakeling waarin een spanningsbron met U = 10 V, zes identieke weerstanden met waarde R = 10 Ω en vier ideale ampèremeters A1, A2, A3 en A4 zijn opgenomen.
In welke ampèremeter wordt de grootste stroomsterkte gemeten?
<A> A1.
<B> A2.
<C> A3.
<D> A4.

Antwoord: D

De kleinste weerstand in elk van de loodrechte vertakkingen, dus van boven naar onder, is er duidelijk in de loodrechte tak waar A4 in zit.
Dus is er hier ook de grootste stroomsterkte. Dus antwoord D.
Ter info:
De stroom in A4 is dus duidelijk groter dan A3.
De stroom in A2 is ook groter dan A3: de tak onder A3 heeft een weerstand van 1,5 R, wat kleiner is dan de 2 R onder A3.
Men zou eventueel nog kunnen twijfelen aan A1, maar de stroom in A1 kan nooit groter zijn dan in A2, want elektronen moeten ofwel door de linkse dan wel door de rechte tak.

Vraag: Arts 2018

Een positieve lading beweegt onder invloed van een homogeen magnetisch veld B volgens de cirkelvormige baan die weergegeven is in de figuur.
Wat is de richting en zin van de magnetische veldlijnen?

Antwoord: A

Hier de linkerhand FBI, waarbij voor een positieve lading I in de richting van de beweging wijst:
Middenvinger op I, duim op F en onze wijsvinger (B) wijst uit het blad.
Dus antwoord A.

Vraag: Arts 2018

Een voorwerp met massa m is verbonden met een veer, zoals weergegeven in nevenstaande figuur, en voert een harmonische trilling uit met een periode gelijk aan T.
Een tweede voorwerp met massa 2m wordt bevestigd aan een tweede identieke veer en wordt in harmonische trilling gebracht.
Waaraan is dan de periode van dit massa-veersysteem gelijk?
<A> 1/√2 T
<B> T
<C> √2 T
<D> 2 T

Antwoord: C

Hier passen we eenvoudig de formule T = 2 π √(m/k) toe.
massa = m: Tm = 2 π √(m/k)
Massa = 2m: T2m = 2 π √(2m/k) = √2 . 2 π √(m/k) = √2 . T

Vraag: Arts 2018

Op een touw loopt een rechtslopende mechanische golf met golflengte λ en periode T. Een punt A van het touw voert de trilling yA(t) uit zoals voorgesteld in nevenstaande grafiek.
Beschouw een punt B van het touw dat op een afstand 3λ/4 rechts van het punt A gelegen is. De grafiek die de trilling yB(t) van het punt B beschrijft is:

Antwoord: D

Hieronder links het touw op tijd = 0, met het punt B ¾ van een golflengte rechts van A.
Dus B begint op een y = 0, dus enkel B en D zijn mogelijk
Gaat B eerst naar boven of naar beneden na tijdstip 0? Naar boven: beweeg de hele sinus (de golf) een beetje naar rechts en we zien dat B hoger komt te zitten.
Antwoord D.
t een klein beetje later

Vraag: Arts 2018

Een voorwerp bevindt zich op de optische as van een dunne bolle lens. De afstand van het voorwerp tot de lens is kleiner dan de brandpuntsafstand f van de lens.
Welk beeld wordt door de lens van het voorwerp gevormd?
<A> reëel en groter dan het voorwerp.
<B> reëel en kleiner dan het voorwerp.
<C> virtueel en groter dan het voorwerp.
<D> virtueel en kleiner dan het voorwerp.

Antwoord: C

Zoals we zien, virtueel en groter dan het voorwerp.
Antwoord C

Vraag: Arts 2018

Een hoeveelheid radioactief materiaal bestaat uit een isotoop met een halveringstijd van 4,0 h.
Hoeveel bedraagt de fractie van dit radioactief materiaal dat vervallen is na 12 h?
<A> 1/16.
<B> 2/16.
<C> 14/16.
<D> 15/16.

Antwoord: C

Na 4h: nog ½e over
Na 8h: nog 1/4e over
Na 12h: nog 1/8e over
Dus 7/8e is dan vervallen = 14/16.