Examenvragen - Fysica - Tandarts 2020

Vraag: 1 Tandarts 2020

Drie kubusvormige blokken hebben hetzelfde volume. Ze worden volledig in water ondergedompeld. Blok 1 is gemaakt uit aluminium met massadichtheid 2 700 kg m−3, blok 2 uit ijzer met massadichtheid 7 800 kg m−3 en blok 3 uit lood met massadichtheid 11 300 kg m−3.
De grootte van de opwaartse kracht op blok 1, blok 2 en blok 3 noteren we als |F1|, |F2| en |F3|. Dan geldt
<A> |F1| > |F2| > |F3|.
<B> |F1| < |F2| < |F3|.
<C> |F1| < |F2| en |F2| > |F3|.
<D> |F1| = |F2| = |F3|.

Antwoord: D

De grootte van de opwaartse kracht wordt gegeven door FA = ρ.g.V, maar hierbij is ρ de massadichtheid van het water. Aangezien de drie voorwerpen eenzelfde volume hebben, is de grootte opwaartse kracht voor de drie voorwerpen hetzelfde.
Antwoord D

Vraag: 2 Tandarts 2020

Door twee lange rechte stroomvoerende geleiders lopen de stromen I en 2I in tegengestelde zin. De loodrechte afstand tussen de geleiders bedraagt 3d. De geleiders en de punten P, Q, R, S liggen in hetzelfde vlak. Verwaarloos het magnetisch veld van de aarde. In welk van de punten P, Q, R en S is het resulterende magnetisch veld nul?
<A> punt P.
<B> punt Q.
<C> punt R.
<D> punt S.

Antwoord: A

Met de rechthandregel (duim stroom, vingers volgens magnetisch veld) zien we dat tussen de geleiders de opgewekte magnetische velden mekaar versterken. Dus het zal P of S moeten zijn.
De grootte van het opgewekte magnetisch veld is B=μI/(2πr), dus omgekeerd evenredig met de afstand tot de stroomvoerende geleider.
Dus opdat de velden mekaar net zouden tegenwerken, zal de afstand tot stroom 2I tweemaal groeter moeten zijn dan tot stroom I.
Dit is het geval in punt P.

Vraag: 3 Tandarts 2020

In een onderzoekslaboratorium te Brussel wordt een experiment uitgevoerd met een geladen oliedruppeltje in een afgesloten meetkamertje. Men laat dit oliedruppeltje zweven door het aanleggen van een uniform elektrisch veld met een veldsterkte van 30 * 103 V/m. De massa van de oliedruppel is gelijk aan 10 * 10−15 kg.
Hoeveel bedraagt de lading van de oliedruppel?
<A> 2,3 * 10−16 C
<B> 3,3 * 10−16 C
<C> 2,3 * 10−18 C
<D> 3,3 * 10−18 C

Antwoord: D

E = 30·103 V/m
m = 10·10-15 kg, dus Fz = m.g = 10.10-14 = 10-13 N
De kracht op de oliedruppel door het elektrisch veld:
F = E.q moet = 10-13 N, dus q = F/E = 10-13 / 3*104 = 3,3*10-18 C

Vraag: 4 Tandarts 2020

Een spanningsbron U en twee identieke weerstanden R1 en R2 vormen een schakeling zoals weergegeven in de figuur. Als de schakelaar S geopend is, loopt een stroom I1 door de weerstand R1.
De schakelaar S wordt vervolgens gesloten.
Waaraan zal de stroom doorheen de weerstand R1 na het sluiten van de schakelaar gelijk zijn uitgedrukt ten opzichte van I1?
<A> 0
<B> 1/2 I1
<C> I1
<D> 2 I1

Antwoord: C

Opgelet dat je niet in de valstrik stapt: dezelfde stroom zal niet gewoon verdeeld worden over de twee weerstanden. Het is de totale spanning die gelijk blijft, niet de stroom.
I1 = U/R1
Itot2 = U/(R1/2) (want twee identieke R parallel heeft totale R=R/2)
Itot2 = 2 I1
Dus I2 = Itot2/2 = 2I1/2 = I1
Dus antwoord C.

Vraag: 5 Tandarts 2020

Vier identieke lampen L1, L2, L3 en L4 zijn geschakeld zoals weergegeven in onderstaande figuur. Alle lampen geven licht. Over de lampen zijn voltmeters V1, V2, V3 en V4 geschakeld.
Op een bepaald ogenblik gaat lamp L3 stuk zodat er geen stroom meer door loopt. Welke voltmeter/voltmeters geeft/geven dan als aanduiding nul aan?
<A> Geen enkele voltmeter.
<B> Alleen voltmeter V3.
<C> Alleen voltmeter V4.
<D> Voltmeters V3 en V4.

Antwoord: C

Een voltmeter heeft praktisch gezien een oneindige weerstand, er vloeit geen stroom door.
Door de rechtse tak vloeit dan geen stroom.
De spanning wordt verdeeld over L1 en L2, dus U/2 over elk
Dus de spanning tussen het punt boven L3 en het punt onder L4 bedraagt ook U/2.
Er loopt geen stroom door L4. De spanning over L4 bedraagt dan 0 V. Dan moet de spanning over het punt boven en onder L3, dus gemeten door voltmeter V3 U/2 zijn.
Antwoord C

Vraag: 6 Tandarts 2020

Op het ogenblik t = 0 s bestaat een radioactieve bron uit 64 μg 234Th. De halveringstijd van 234Th is 24 dagen.
Welke hoeveelheid 234Th bevat de bron na 120 dagen?
<A> 1 μg
<B> 2 μg
<C> 4 μg
<D> 8 μg

Antwoord: B

Een weggever, 120/24 = 5 halfwaardetijden:
64/2 = 32/2 = 16/2 = 8/2 = 4/2 = 2
Antwoord B

Vraag: 7 Tandarts 2020

Beschouw volgende situatie nabij het aardoppervlak. Een blok schuift vanuit een punt A met een beginsnelheid een helling op, komt tot stilstand in punt B en schuift daarna terug naar beneden. De wrijving tussen het blok en de helling mag verwaarloosd worden. ax stelt de projectie van de versnelling van het blok op de x-as voor.
<A> Terwijl het blok omhoog beweegt, is ax constant en negatief; terwijl het blok omlaag beweegt, is ax constant en positief.
<B> Terwijl het blok omhoog beweegt, neemt ax af; terwijl het blok omlaag beweegt, neemt ax toe.
<C> Terwijl het blok omhoog beweegt, neemt ax toe; terwijl het blok omlaag beweegt, neemt ax af.
<D> ax is constant over het volledige traject.

Antwoord: D

De kracht op het blok blijft steeds dezelfde (de zwaartekracht, m.g)
De kracht Fx langs de x-as is de projectie van de zwaartekracht op de x-as.
Deze kracht Fx heeft steeds dezelfde grootte.
Dus ook de versnelling ax langs de x-as heeft altijd dezelfde grootte.
Antwoord D.

Vraag: 8 Tandarts 2020

Een vaas staat op een tafel en ondervindt de zwaartekracht Fz .
De reactiekracht op Fz is:
<A> de kracht van de tafel op de vaas.
<B> de kracht van de vaas op de tafel.
<C> de kracht van de vaas op de aarde.
<D> de kracht van de aarde op de tafel.

Antwoord: C

De zwaartekracht wordt uitgeoefend door de aarde op de vaas, deze trekt de vaas naar de aarde toe
Dus de reactiekracht is de even grote kracht waarmee de vaas aan de aarde trekt
Antwoord C
Men zou hier nog verkeerdelijk de normaalkracht die de tafel op de vaas uitoefent kunnen geselecteerd hebben.

Vraag: 9 Tandarts 2020

Onderstaande figuur geeft vier situaties weer van een voorwerp dicht bij het aardoppervlak. Massa, snelheid en verticale hoogte, gemeten vanaf het aardoppervlak, van het voorwerp worden in de figuur voor elke situatie gegeven.
Epi stelt de potentiële energie van het voorwerp voor in situatie i = 1, 2, 3 of 4. Rangschik de grootten van Epi van groot naar klein.
<A> Ep4 > Ep1 > Ep2 > Ep3.
<B> Ep3 > Ep2 > Ep1 > Ep4.
<C> Ep2 > Ep1 = Ep3 > Ep4.
<D> Ep4 > Ep2 > Ep1 = Ep3.

Antwoord: A

Ep1 = mgh
Ep2 = (m/2)g(3h/2) = ¾ mgh
Ep3 = (m/2)gh
Ep4 = 2mgh
Dus antwoord A

Vraag: 10 Tandarts 2020

Een voorwerp in lucht is opgehangen aan een dynamometer. De dynamometer geeft 0,48 N aan. Als het voorwerp volledig ondergedompeld is in een vat met water, geeft de dynamometer 0,42 N aan.
Hoeveel bedraagt de dichtheid van het voorwerp?
<A> 1000 kg*m−3
<B> 4000 kg*m−3
<C> 6000 kg*m−3
<D> 8000 kg*m−3

Antwoord: D

De grootte van de opwaartse kracht FA = 0,48 – 0,42 = 0,06 N
Nu is FA = ρw g V = 0,06 N
Dus V = 0,06 / (103 . 10) = 6.10-6 m3
m = 0,48 / g = 4,8.10-2 kg
En dan ρ = m/V = 4,8.10-2 / (6.10-6) = 0,8.104 = 8000 kg m-3