Examenvragen - Fysica - Augustus 2008

Vraag: Augustus 2008

Een zweefvliegtuig maakt een glijvlucht. De grafiek hieronder stelt de hoogte van het zweefvliegtuig voor als functie van de tijd. Bereken de totale snelheid van dit zweefvliegtuig als het voor elke horizontale afstand van 100 m, 10 meter omlaag gaat.
h (km)
t (min)
<A> 150 km/h
<B> 75 km/h
<C> 92 km/h
<D> 124 km/h
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

Op twee minuten daalt het vliegtuig 250 m
Dus vy = 250 m / 120 s = 25/12 m/s
Nu daalt het vliegtuig 10 m voor elke 100 m horizontaal
Dus vx = 10 . vy = 250/12 m/s
De totale snelheid is nu de vectoriele som van de twee snelheden:
v2 = vx2 + vy2 v2 = (250/12)2 + (25/12)2 = (252/122) . (102 + 12)
v = 25/12 . √(101) = 2,08 . ongeveer 10 = 20,8 m/s
20,8 m/s komt overeen met 20,8 * 3,6 = 75 km/h
En aangezien onze foutmarge minder dan 1% bedraagt door die wortel van 101 aan 10 gelijk te stellen, zal het dus ook antwoord B zijn.

Vraag: Augustus 2008

Een vliegtuig heeft een startbaan van 500 meter nodig om op te stijgen. Bij het opstijgen heeft het een snelheid van 50 m/s.
Wat is de versnelling van het vliegtuig als je aanneemt dat het, bij het opstijgen, de volledige lengte van de startbaan gebruikt heeft?
<A> 1 m/s2
<B> 2 m/s2
<C> 2,5 m/s2
<D> 3 m/s2
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: C

Hier gebruiken we: vt2-v02 = 2 a Δs
Hier is v0 = 0 dus vt2 = 2 a Δs
Dus a = vt2 / (2 Δs) = 502 / ( 2 . 500) = 2500 / 1000 = 2,5 m/s2

Vraag: Augustus 2008

Een cilindervormige beker met een grondvlak van 30 cm², een hoogte van 20 cm en een massa van 120 g bevindt zich rechtop in het water.
Hoeveel water moet je in de beker gieten opdat de beker uiteindelijk voor de helft onder water ligt?
<A> 120 ml
<B> 180 ml
<C> 240 ml
<D> 300 ml
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

Dus de hoogte onder water moet dan 10 cm zijn
Dit betekent: FA = ρwater.g.Vow = (103 . 10 . 30.10-4 . 0,1) = 3,0 N
Dus ook Fz moet dan 3,0 N zijn, dus mtot = 3,0 N / g = 0,3 kg.
Dus de massa van het toegevoegde water = 180 g.
0,180 kg water komt overeen met 0,180 liter water
Dit is gelijk aan 180 ml.

Vraag: Augustus 2008

Een speelgoedfabrikant heeft berekend dat bommetjes zijn speelgoedkanonnen verlaten met een energie van 20 mJ. De bommetjes hebben elk een massa 2,5 gram.
Met welke snelheid zullen de bommetjes het speelgoedkanon verlaten?
<A> 2,0 m/s
<B> 4,0 m/s
<C> 6,0 m/s
<D> 8,0 m/s
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

De kinetische energie is dus 20 mJ.
Nu is Ek = mv2/2
En dus v2 = 2 . Ek / m = 2 . 20.10-3 / (2,5 .10-3) = 16
v = 4,0 m/s

Vraag: Augustus 2008

Een duikfles barst open bij een druk van 25 MPa. Bij 20°C bedraagt de druk in een fles 20 MPa.
Bij welke temperatuur zal deze fles openbarsten?
<A> 25 °C
<B> 47 °C
<C> 93 °C
<D> 124 °C
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: C

Dus hier: een druk van 20°C, dus 293 K, komt overeen met 20 MPa
Dus we vragen ons af: met welke temperatuur komt dan een druk van 25 MPa overeen?
Hier geldt dan: p1/T1 = p2/T2:
20 MPa / 293 K = 25 MPa / Tx
Tx = 25/20 . 293 = 366,25 K θx = 93 °C

Vraag: Augustus 2008

Twee even grote bollen A en B zijn geleidend en ongeladen.
Ze worden tegen elkaar gehouden. Een negatief geladen bol wordt in de buurt van bol B gebracht.
Bollen A en B worden terug van elkaar verwijderd. De negatief geladen bol wordt weer verwijderd.
Wat is nu de lading van de bollen A en B?
<A> Beide bollen zijn ongeladen
<B> Beide bollen zijn positief geladen
<C> Bol A is positief geladen, bol B negatief
<D> Bol A is negatief geladen, bol B positief
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

Door elektrostatische inductie zullen negatieve elektronen weg van de negatief geladen bol bewegen en dus wordt B positief geladen en A negatief.
De bollen B en A worden dan gescheiden: B blijft dan positief geladen en A negatief.

Vraag: Augustus 2008

Op de ampèremeter lezen we een stroom van 0,65 A af. De voltmeter geeft 13 V aan.
Hoeveel bedraagt de weerstand R?
<A> 12,5 Ω
<B> 25 Ω
<C> 50 Ω
<D> 100 Ω
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

De totale weerstand Rt = U/I = 13 / 0,65 = 20 Ω
Nu staan de twee weerstanden in parallel, dus:
1/Rt = 1/25 + 1/R
1/20 – 1/25 = 1/R
1/R = 0,05 – 0,04
1/R = 0,01 R = 100 Ω

Vraag: Augustus 2008

In de linkse (lange) geleider loopt een stroom I naar beneden. In de rechtse (lange) geleider loopt een stroom van 3 I naar boven.
In welk van de punten zal de magnetische inductie nul zijn?
<A> M
<B> N
<C> O
<D> P
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

Rechterhandregel: in de punten N en O zijn de B’s in dezelfde richting, dus hier versterken de B’s elkaar
Hoe verder van de stroom, hoe kleiner B, dus het punt moet het verst van 3 I liggen
Dus het is punt M

Vraag: Augustus 2008

Een golf loopt naar rechts langs een touw. De linkse figuur stelt de verticale verplaatsing van een golvend touw voor als functie van de horizontale afstand tot de golfbron op tijdstip nul.
Niet meer dan een periode later, na 62,5 ms registreert men de rechtse y(x)-grafiek.
Bereken met de gegevens uit deze grafieken de golfsnelheid.
x (cm)
y (cm)
x (cm)
y (cm)
<A> 1,6 m/s
<B> 3,2 m/s
<C> 6,4 m/s
<D> 0,4 m/s
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

De golf is na 0,0625 s een halve golflengte verschoven, dus is de periode 2.0,0625 = 0,125 s
De golflengte λ (top naar top) is 0,40 m
En dan: v = λ/T = 0,40/ 0,125 = 0,40 . 8 = 3,2 m/s

Vraag: Augustus 2008

Een bepaalde hoeveelheid stof van een radioactieve isotoop van S heeft een activiteit die 4 maal hoger dan de activiteit van een bepaalde hoeveelheid radioactieve isotoop van Ca. De halveringstijd van de S-isotoop (87 d) is ongeveer gelijk aan de helft van de halveringstijd van Ca-isotoop (162 d).
Na hoeveel dagen is de activiteit van beide stoffen ongeveer gelijk geworden?
<A> 330
<B> 220
<C> 162
<D> 87
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

Activiteit At = A0 . 2-t/T
Dus we zoeken tijdstip t waarvoor A0S . 2-t/T(S) = A0Ca . 2-t/T(Ca)
Nu weten we dat A0S = 4 . A0Ca
Dus: 4 . A0Ca . 2-t/T(S) = A0Ca . 2-t/T(Ca)
4. 2-t/T(S) = 2-t/T(Ca) = 2(2-t/T(S)) = 2-t/T(Ca)
2 – t/T(S) = -t/T(Ca)
2. T(Ca) – [ t. T(Ca) / T(S) ] = -t
2. T(Ca) – t . 2 = -t (we stellen T(Ca) / T(S) = 2)
324 = -t + 2t = t
Dus t = 324 dagen (ongeveer) en het antwoord zal dus A zijn.