Examenvragen - Fysica - Modelvragen2 1997

Vraag: Modelvragen2 1997

Een auto beweegt volgens het nevenstaande vt-diagram
Het st-diagram van de wagen is dan het best voor te stellen door:
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

Het eerste deel is er een eenparige versnelling, dit gaat dus parabolisch omhoog in de s-t grafiek
Het tweede deel is de snelheid constant, dit is een rechte in de s-t grafiek
Het derde deel is er een eenparige vertraging, dit is ook parabolisch en de snelheid wordt negatief: s daalt dus

Vraag: Modelvragen2 1997

Een kogel met massa 10 g wordt NAAR BENEDEN afgeschoten door een deugniet vanop het vijfde verdiep van een hoog gebouw. De kogel heeft een beginsnelheid gelijk aan 3,0 m/s in de horizontale richting en 1,0 m/s in de verticale richting.
Indien de valversnelling g = 10 m/s2 is en indien we de luchtweerstand verwaarlozen, hoeveel bedraagt de resulterende snelheid van de kogel na 0,30 s?
<A> 2,0 m/s
<B> 3,0 m/s
<C> 4,0 m/s
<D> 5,0 m/s

Antwoord: D

In horizontale richting is na 0,30 s: vx = v0x = 3,0 m/s
In verticale richting is na 0,30 s: vy = v0y + g . 0,3s = 1,0 + 3,0 = 4,0 m/s
De resulterende snelheid is dan
v2 = v0x2 + v0y2 = 3,02 + 4,02 = 25 m2/s2 v = 5,0 m/s

Vraag: Modelvragen2 1997

Een voorwerp van 2,0 cm3 is vervaardigd uit ijzer (ρFe = 8,0 g/cm3) en wordt volledig ondergedompeld in water (ρH2O = 1,00 g/cm3).
We stellen weer g = 10 N/kg.
Hoeveel bedraagt dan de opwaartse kracht, die het water uitoefent op het voorwerp?
<A> 0,010 N
<B> 0,020 N
<C> 0,060 N
<D> 0,080 N

Antwoord: B

FA = ρwater.Vow.g = 1,00.103 . 2,0.10-6 . 10
= 20.10-3 = 0,020 N

Vraag: Modelvragen2 1997

Een kogel met massa 10 g wordt NAAR BENEDEN afgeschoten door een deugniet vanop het dak van een 7,8 m hoog gebouw met een snelheid van 10 m/s onder een hoek van 20° met de horizontale. Elke verdieping is twee meter hoog. Verwaarloos de wrijving. Gebruik voor de valversnelling g = 10 m/s2.
Hoeveel bedraagt dan de snelheid waarmee de kogel de grond raakt?
<A> 12 m/s
<B> 14 m/s
<C> 16 m/s
<D> 210 m/s

Antwoord: C

Vraag: Modelvragen2 1997

Een blok met massa m glijdt vanuit rust langs een gladde helling van een hoogte h naar beneden. Onderaan botst het tegen een zeer lange veer met veerconstante k, waardoor deze wordt ingedrukt. Gebruik voor g = 10 N/kg.
Hoeveel bedraagt dan de afstand Δs, waarover de veer wordt ingedrukt?
<A> 1 m
<B> 2 m
<C> 3 m
<D> 4 m

Antwoord: B

Opgelet! De veerconstante naar SI-eenheden omzetten: k = 100 N/m!
De gravitatie-potentiële energie wordt omgezet in elastische potentiële energie
m.g.h = ½ k. ΔL2 ΔL2 = 2m.g.h/k = (2.10.10.2)/100 = 4
ΔL = 2 m

Vraag: Modelvragen2 1997

Een hefboom met lengte 10,0 m en een massa 20,0 kg wordt in evenwicht gehouden met de getoonde krachten.
Hoe groot moet de kracht F3 worden gekozen opdat de hefboom in evenwicht zou zijn?
<A> 10 N
<B> 15 N
<C> 56 N
<D> 58 N

Antwoord: C

Aangezien de hefboom zelf nog een massa heeft, is er nog een kracht Fz (=m.g=20.10=200 N), in het midden van de hefboom, dus op 2 m rechts van het rotatiepunt.
De som van de momenten in wijzerzin is gelijk aan de som van de momenten in tegenwijzerzin, dus
F1 x 3 + F3 x 7 = F2 x 1 + Fz x 2 15 + F3 x 7 = 7 + 200.2
F3 = 392/7 = 56N

Vraag: Modelvragen2 1997

Een reservoir bevat een bepaalde hoeveelheid lucht bij een bepaalde druk. Via twee gebogen dikwandige glazen buizen, beide gevuld met kwik (ρHg = 13,6 g/cm3) wordt dit reservoir verbonden met:
a) open lucht in L b) een afgesloten hoeveelheid gas in G
De proef wordt uitgevoerd bij normdruk (ρatm = 101300 Pa). De kwikkolommen vertonen hoogteverschillen zoals aangegeven op onderstaande figuur. Gebruik voor de aardse constante g = 10 N/kg.
Hoeveel bedraagt dan de druk van de afgesloten hoeveelheid gas in G?
<A> 8160 Pa
<B> 101300 Pa
<C> 106740 Pa
<D> 109460 Pa

Antwoord: C

Vraag: Modelvragen2 1997

Een leerling maakt onderstaande schakeling. Alle weerstanden bedragen 20,0 Ω. De spanning aan de bron bedraagt 60,0 V. Hoeveel bedraagt de intensiteit afgelezen op de ampèremeter dan?
<A> 1,00 A
<B> 2,00 A
<C> 2,99 A
<D> 4,50 A

Antwoord: B

De ampèremeter heeft een verwaarloosbaar kleine weerstand en staat hier parallel over R1, R2 en R3. Hierdoor zal er geen stroom vloeien door deze drie weerstanden, daar zijn we dus al vanaf.
Eerst berekenen we 1/R5,6 = 1/R5 + 1/R6 = 1/20 + 1/20 = 1/10, dus R5,6 = 10 Ω
Deze staat dan in serie met R4 dus Rtot = 10 Ω + 20 Ω = 30 Ω
En dus I = U/Rtot = 60,0 V / 30 Ω = 2,0 A