Examenvragen - Fysica - Juli 2008

Vraag: Juli 2008

Een auto rijdt aan 72 km/h op een vlakke weg en begint plots te remmen met een vertraging van 2 m/s2.
Hoeveel bedraagt de remafstand?
<A> 200 m
<B> 100 m
<C> 72 m
<D> 37 m
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

Hier gebruiken we: vt2-v02 = 2 a Δs
v0 = 72 km/h = 20 m/s
Hier is vt = 0 dus - v02 = 2 a Δs
Dus Δs = - v02 / (2a) = - 202 / ( 2 . -2) = -400 / -4 = 100 m

Vraag: Juli 2008

Bereken de versnelling van het wagentje als we de massa van 2 kg loslaten in onderstaande figuur.
Verwaarloos wrijvingskrachten.
<A> 1/2 g
<B> 1/4 g
<C> 1/5 g
<D> 1/6 g
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

De zwaartekracht werkt op massa 2:
In het eerste geval: Fz = m2.g = 2g
Dit brengt beide massa’s in beweging:
A = Fz / (m1 + m2) = 2g / (2 + 10) = g/6

Vraag: Juli 2008

In de Kennedytunnel is onlangs de maximumsnelheid teruggebracht van 90 naar 70 km/h.
Stel dat bij een botsing de kinetische energie volledig wordt omgezet in potentiele vervormingsenergie. We stellen ook dat de vervorming van de auto de Wet van Hooke volgt.
Hoeveel % vermindert dan de schade (de lineaire vervorming) aan de auto bij een botsing?
<A> 11 %
<B> 22 %
<C> 28 %
<D> 33 %
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

Hier is dus Ek volledig omgezet in Ep.
En dus mv2/2 = ½ . k ΔL2
Onze snelheden omrekenen naar m/s e.d. is nogal omslachtig zonder rekenmachine.
We zien echter dat v2 evenredig is met ΔL2, en dus is v evenredig met ΔL
Dus van 90 naar 70 km/h zal de vervorming bij 70 km/h ook 70/90e bedragen van de vervorming bij 90 km/u, dat is 77,77%.
Er is dus 22,22 = 22% minder schade bij 70 dan bij 90 km/h.

Vraag: Juli 2008

Een waterkoker van 500 W heeft 3,0 minuten nodig om 500 g van een vloeistof op te warmen van 30°C naar 90°C.
Wat is de soortelijke warmtecapaciteit van deze vloeistof?
<A> 2250 J/kg∙K
<B> 2750 J/kg∙K
<C> 3000 J/kg∙K
<D> 3300 J/kg∙K
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: C

De verbruikte elektrische energie is P. Δt = 500.180 = 90000 J
Nu is Q = c.m. ΔT en de elektrische energie is omgezet in deze warmte dus:
90000 = c.m. ΔT 90000 = c . 0,500 . 60
c = 90000 / 30 = 3000 J/kg∙K

Vraag: Juli 2008

Twee identieke kamers zijn verbonden via een openstaande deur. De temperatuur in beide kamers verschilt.
Welke kamer bevat de grootste massa lucht?
<A> De kamer met de laagste temperatuur
<B> De kamer met de hoogste temperatuur
<C> De kamer met de hoogste druk
<D> Allebei even veel
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

De druk moet in beide kamers gelijk zijn, aangezien ze verbonden zijn met elkaar
Het volume is ook gelijk
Dus p.V is gelijk, dus n1.R.T1 = n2.R.T2 en dus n1.T1 = n2.T2
Dit betekent dat de hoogste n (dus ook de meeste massa) gevonden wordt bij de laagste temperatuur
Dus antwoord A

Vraag: Juli 2008

Een lading QA = +4Q en een lading QB = –Q bevinden zich in elkaars buurt zoals aangegeven op de tekening.
In welk punt zal de resulterende kracht op een kleine positieve lading QC gelijk zijn aan nul?
<A> M
<B> N
<C> O
<D> P
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

De grootte van de Coulombkracht is op een lading evenredig met de grootte van de andere lading gedeeld door het kwadraat van de afstand tussen de ladingen.
Punt M is het zeker niet: de grootste lading zit het dichtst bij M, dus zal deze altijd meer invloed uitoefenen op M.
Om dezelfde reden zal het punt N ook zeker niet zijn: de grootste lading zit het dichtst bij N, dus zal deze altijd meer invloed uitoefenen op N.
In punt O is de kracht door QA op QC is naar rechts gericht. De kracht door QB op QC is ook naar rechts gericht. Ook hier kan de resulterende kracht niet nul zijn.
In punt P: QC ligt 2x verder van QA dan van QB, kwadraat is 4, en aangezien de ladingen in grootte een factor 4 verschillen en de krachten een tegengestelde richting hebben, levert dit een resulterende kracht van nul op. Antwoord is D.

Vraag: Juli 2008

Bereken het totaal vermogen dat door de batterij geleverd wordt in de volgende schakeling.
3,0 Ω
2,0 Ω
8,0 Ω
3,0 Ω
<A> 12 W
<B> 24 W
<C> 36 W
<D> 48 W
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: D

Eerst berekenen we de vervangingsweerstand voor de drie rechtse parallelle weerstanden 1/RR = 1/8 + 1/12 + 1/24 = 6/24 = 1/4
Dus RR = 4,0 Ω
Deze staat dan in serie met de overblijvende twee:
Rtot = 3,0 + 2,0 + 4,0 + 3,0 Ω = 12 Ω
En dus P = U.I of U2/Rtot = 242/12 = 24.24/12 = 24.2 = 48 W

Vraag: Juli 2008

Een elektrische stroom loopt door een rechte stroomvoerende geleider in de aangeduide richting (naar boven). Evenwijdig aan deze geleider beweegt een positieve lading naar boven.
In welke richting werkt de kracht op deze lading?
<A> Een kracht naar links gericht.
<B> Een kracht naar rechts gericht.
<C> Een kracht naar voor, uit het vlak van het blad.
<D> Een kracht naar achter, in het vlak van het blad.
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: A

De stroom wekt een magnetisch veld op: rechterhand duim naar boven -> B in het blad.
Dan de FBI-linkerhand: bewegende positieve lading naar boven is ook een stroom naar boven. Dus middelvinger naar boven, B-wijsvinger in het blad, dan wijst de duim naar links.

Vraag: Juli 2008

De halfwaardetijd van een bepaalde radioactieve isotoop van nikkel is 100 jaar. De oorspronkelijke massa van dit isotoop bedraagt 86 kg.
Hoeveel van deze massa zal er na 1000 jaar nog overblijven?
<A> 1200 g
<B> 84 g
<C> 17 g
<D> 244 g
Door een deelnemer gereconstrueerde vraag

Antwoord: B

mt = m0.2-t/T
mt = 86 . 2-1000/100
mt = 86 .2-10 = 86 / 1024 = 0,084 kg = 84 g