Examenvragen - Fysica - Juli 2011

Vraag: Juli 2011

Men laat een voorwerp met massa m vallen vanop een bepaalde hoogte x en meet de bijhorende tijd t. Men herhaalt dit experiment vervolgens voor verschillende hoogten.
Welke grafiek geeft het verloop van de tijd als functie van de hoogte weer?
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

Het verband is parabolisch:
In A wordt steeds minder afstand afgelegd per tijdseenheid, de snelheid daalt dus
In B wordt steeds meer afstand afgelegd per tijdseenheid, de snelheid stijgt dus
Dus het is B

Vraag: Juli 2011

Een touw opgehangen is tussen twee muren opgehangen aan vaste punten P en R. In punt Q wordt aan een tweede touw een massa m bevestigd.
Welke uitspraak over de grootten van de spankrachten in de touwen FPQ, FQR en FQS is correct?
<A> FPQ < FPR
<B> FPQ > FPR
<C> FPQ = FQR = FQS
<D> FPQ = FQR < FQS
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

De totale spankracht is even groot en tegengesteld aan de zwaartekracht
De totale spankracht ontbinden we volgens de twee touwrichtingen.
We zien duidelijk dat FPQ en FQR, die de componenten voorstellen van Fs, niet even groot zijn: FQR is kleiner dan FPQ

Vraag: Juli 2011

Twee gelijke massa’s glijden wrijvingsloos van twee hellende vlakken met dezelfde hoogte. Bij de eerste massa is de helling van het vlak 45° en bij de tweede is dat 30°.
Wat is de verhouding van de snelheden v30°/v45° waarmee de twee massa’s de grond bereiken? (verwaarloos wrijvingskrachten)
<A> √3/√2
<B> √2
<C> 1/√2
<D> 1
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

De hoogte is in beide gevallen gelijk, dus de potentiële energie is in beide gevallen gelijk
Dus ook de kinetische energie onderaan de helling is dan gelijk, want de potentiële energie is dan volledig omgezet in kinetische energie (als we de wrijvingskrachten verwaarlozen).
En aangezien Ek = mv2/2 en massa’s en Ek’s gelijk zijn, zijn dus ook de snelheden gelijk en is dus v30°/v45° = 1

Vraag: Juli 2011

Een verdampingsmachine wordt gebruikt om ontsmettingsethanol te recycleren. Het toestel verdampt 150 gram ethanol per minuut bij 78°C.
Gegeven: LV (ethanol)= 406 kJ/kg.
Welk vermogen heeft dit verdampingstoestel?
<A> 1015 W
<B> 6075 W
<C> 60,9 W
<D> 308 W
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

Warmte om 150 gram te verdampen:
Q = Lv.m = 406 .103. 0,150 = 60,9 . 103 J
Dit is dan ook de arbeid W geleverd door de verdampingsmachine.
Dit dus in 1 minuut = 60 s: P = W/ Δt = 60,9 . 103 / 60 = 1015 W

Vraag: Juli 2011

Een glazen buis gevuld met lucht bij kamertemperatuur heeft een lengte van 154 cm en is open aan één uiteinde.
Het open uiteinde wordt ondergedompeld in water zodat het water 14 cm stijgt in de buis.
Welke lengte van de buis steekt dan uit boven het water?
<A> 140 cm
<B> 129 cm
<C> 40 cm
<D> 19 cm
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: C

Ten eerste: het gas in de buis wordt dus gecomprimeerd: er is slechts 1,40 m buis ipv 1,54 m over om al het gas te bevatten.
Wat is de nieuwe druk van het gas in dat volume van de buis? Wel, aangezien p.V = k (n,R en T blijven gelijk) en het volume evenredig is met de lengte (volume = dwarsoppervlak * lengte) zal:
105 Pa . 1,54 = px . 1,40
px = 105 Pa . 1,54 / 1,40 = 1,1 . 105 Pa.
1,40 m
0,14 m
Nu is de druk op alle punten op de stippellijn gelijk. Deze druk is patm + de hydrostatische druk ρ.g.d
Dus patm + ρ.g.d = 1,1 . 105 Pa ρ.g.d = 0,1 .105 Pa = 104 Pa
d = 104 / (ρ.g) = 104 / (103.10) = 1,00 m.
Dus boven water steekt 1,40 – 1,00 = 0,40 m uit.

Vraag: Juli 2011

Vier ladingen zijn gelijk in grootte en bevinden zich op de hoekpunten van een vierkant.
Bij welke figuur is in het middelpunt van het vierkant de potentiaal gelijk aan 0 V en de elektrische veldsterkte gelijk aan 0 N/C?
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

De afstand van het middelpunt tot elke lading is gelijk
De veldsterktevector gaat weg van + en naar –
Bij antwoord D heffen de vectoren van de positieve lading elkaar dus op, en de negatieve ook
Dus D is het juiste antwoord

Vraag: Juli 2011

In een open stroomkring is een ideale spanningsbron geschakeld aan een onbekende weerstand Rx. Tussen de punten A en B wordt een spanning gemeten van 4,0 V.
De stroomkring wordt nu gesloten door een weerstand R van 2,0 Ω in de kring op te nemen. Tussen de punten A en B meet men nu een spanning van 2,0 V.
Hoeveel bedraagt weerstandswaarde van de weerstand Rx?
2,0 Ω
<A> 0,5 Ω
<B> 1,0 Ω
<C> 2,0 Ω
<D> 4,0 Ω
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: C

Voor de sluiting is de weerstand tussen A en B in feite oneindig: er vloeit geen stroom door de keten
De spanning tussen A en B is gewoon de spanning over de spanningsbron: 4,0 V
Sluiten van de kring: totale weerstand = Rx + 2,0 Ω.
Nu is de stroomsterkte: I = 4,0 V / (Rx + 2,0 Ω)
De spanning tussen A en B, dus over de weerstand van 2,0 Ω is nu:
U2 = R2.I = 2,0 . 4,0 / (Rx + 2,0) en we weten dat dit 2,0 V is
Dus 2,0 = 8,0 /(Rx + 2,0) Rx + 2,0 = 4,0 Rx = 2,0 Ω

Vraag: Juli 2011

Twee lange rechte geleiders L1 en L2 komen uit het vlak van het blad. Ze bevinden zich op de hoekpunten van een rechthoek met lengte 2d en breedte d. Door geleider L1 gaat een stroom van 4 A.
De resulterende magnetische inductie in punt x is op schaal getekend in de figuur.
Hoe groot is de stroom die gaat door L2 ?
<A> 2 A
<B> 4 A
<C> 8 A
<D> 16 A
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

Gezien de gegeven hoek 45° is, zijn B1 en B2 even groot.
Dus μI1/2π(2d) = μI2/2π(d)
I1/(2) = I2 I2/2d = 4/2 = 2 A

Vraag: Juli 2011

Een magnetisch veld gaat loodrecht in het vlak van dit blad. Door een ringvormige geleider in het vlak van het blad gaat een stroom in tegenwijzerzin.
In welke richting beweegt de ringvormige geleider?
<A> Naar onder
<B> Naar boven
<C> Naar links
<D> Naar rechts
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: C

Naar boven of naar onder geeft geen verandering van het magnetisch veld door de winding, dus A en B zijn zeker fout
Naar links gaande vergroot het magnetisch veld.
Dus zal de stroom zo vloeien dat het geproduceerde magnetisch veld uit het blad wijst
De rechterhandregel leert ons dan dat de stroom dan in tegenwijzerzin loopt.
Dit is dus juist. Dus antwoord C.

Vraag: Juli 2011

Gegeven is de vervalgrafiek van drie radioactieve stoffen A, B en C.
Welke uitspraak over de grootte van de halveringstijden is correct?
<A> T1/2A > T1/2B > T1/2C
<B> T1/2C > T1/2A > T1/2B
<C> T1/2C > T1/2B > T1/2A
<D> T1/2B > T1/2A > T1/2C
A (kBq)
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

Deel de maximale activiteit per curve door 2 en trek die horizontale
Snijpunt met de curve -> halfwaardetijd
A (kBq)