Naam : F.Outloos Nummer (zie examenblad): 1914

ste
1
bach. ir.-arch.
EXAMEN FYSICA 1
Naam : F.Outloos
Nummer (zie examenblad): 1914
ste
2013-2014, 1 zittijd
vrijdag 10 januari 2014
“He who learns but does not think,
is lost. He who thinks but does not
learn is in great danger.”
Confucius (551-479 v.C.)
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
B
C
E
C
B
A
C
A
Vraag 1
(12 ptn)
Bij de volgende 8 meerkeuzevragen 1.n is telkens één antwoord het juiste. Schrijf de letter van het juiste
antwoord onder de corresponderende vraag in bovenstaand rooster. Standard setting cesuur: 60%.
1.1.
Toekomstige ruimtestations zullen de zwaartekracht op aarde simuleren door te roteren.
Beschouw een cilindrisch ruimtestation met een straal van 380 m dat roteert om zijn centrale as. De
ruimtereizigers wandelen op het binnenoppervlak van het ruimtestation. Welke rotatieperiode resulteert in
een als normaal ervaren zwaartekracht?
A.
B.
C.
D.
E.
55 s
39 s
8,8 s
6,2 s
Het antwoord hangt af van de massa van de ruimtereiziger.
1.2.
Een industriële robot dropt een doos met een massa van 10 kg op een transportband die met een
snelheid van 5,3 m/s loopt. Hoe ver wordt de doos getransporteerd vooraleer die met constante snelheid
door de transportband wordt meegevoerd? De statische en kinetische wrijvingscoëfficiënten tussen doos
en transportband bedragen respectievelijk µs = 0,5 en µk = 0,3.
A. 9,6 m
B. 8,7 m
C. 4,8 m
D. 2,9 m
E. 6,7 m
1.3.
Een bol met een massa van 5,0 kg hangt aan een lange, lichte kabel en wordt geraakt door een
voorwerp met een massa van 1,5 kg dat horizontaal naar rechts beweegt met een snelheid van 12,0 m/s.
Het voorwerp kaatst terug naar links met een snelheid van 8,5 m/s. Hoe hoog slingert de bol ten opzichte
van zijn oorspronkelijke hoogte?
A.
B.
C.
D.
E.
0,0563 m
2,20 m
1,10 m
3,69 m
1,93 m
1.4.
Beschouw een dubbelwiel op een ruw oppervlak. Er wordt een kracht F naar rechts uitgeoefend
op een kabel die om het binnenwiel van het dubbelwiel is gewikkeld op de manier zoals getoond in de
figuur, zodat het wiel begint te rollen zonder glijden met hoekversnelling α. Welke uitspraken zijn correct?
(i) Het dubbelwiel rolt naar rechts. (ii) De snelheid van het massamiddelpunt van het dubbelwiel is op elk
ogenblik evenredig met de hoeksnelheid van het dubbelwiel. (iii) De hoekversnelling van het dubbelwiel
is evenredig met de kracht F. (iv) De kracht F is in grootte gelijk aan de statische wrijvingskracht die het
oppervlak uitoefent het dubbelwiel.
ste
1
bach. ir.-arch.
EXAMEN FYSICA 1
ste
2013-2014, 1 zittijd
vrijdag 10 januari 2014
A. (ii) en (iii)
B. (ii), (iii) en (iv)
C. (i), (ii) en (iii)
D. (i) en (iv)
E. (i), (ii), (iii) en (iv)
1.5.
Beschouw een gespannen koord uit polyamide dat aan beide uiteinden is ingeklemd. Welke
uitspraken zijn correct? (i) Bij terugkaatsing van een positieve golfpuls ter hoogte van een uiteinde van
het koord wordt de golfpuls geïnverteerd
geïnverteerd. (ii) Het aantal buiken in een staande-golfpatro
golfpatroon op het koord
bedraagt K – 1, met K het aantal knopen. (iii) De frequentie van de derde harmonische is recht evenredig
met de spankracht in het koord. (iv) De frequentie van de tweede boventoon is omgekeerd evenredig met
de afstand tussen de inklemmingen.
A. Enkel (i).
B. (i), (ii) en (iv)
C. (ii) en (iv)
D. (i) en (iii)
E. (i), (ii), (iii) en (iv).
1.6.
Een vleermuis zendt een geluid uit met een frequentie van 30,0 kHz en nadert een rotswand. De
vleermuis neemt zwevingen waar die overeenstemmen met een frequentie van de echo die 900 Hz
hoger is dan de frequentie uitgezonden door de vleermuis. De snelheid van het geluid bedraagt 340 m/s.
De snelheid van de vleermuis ligt het dichts
dichtst bij
A.
B.
C.
D.
E.
5 m/s
10 m/s
20 m/s
30 m/s
530 m/s
1.7. Een puntlading Q = – 500 nC en twee onbekende ladingen q1 en
q2 worden geplaatst zoals getoond op de figuur. Het resulterende
elektrische veld in de oorsprong is nul. Bepaal q1.
A.
B.
C.
D.
E.
76 nC
– 130 nC
130 nC
150 nC
– 76 nC
1.8. Beschouw de drie identieke puntladingen van + 1,3 nC getoond
op de figuur. Wat is de elektrische potentiële energie van dit systeem
ten opzichte van oneindig?
A. 1,2 × 10-6 J
B. 1,5 × 10-6 J
C. 8,5 × 10-7 J
D. 1,4 × 10-6 J
E. 3,2 × 10-7 J
ste
1
bach. ir.-arch.
Vraag 2
EXAMEN FYSICA 1
ste
2013-2014, 1 zittijd
vrijdag 10 januari 2014
(4 ptn)
Een blok van 2 kg wordt vanuit rust losgelaten op een helling van 53,1° op een afstand van 4,00 m van
een lange, lichte veer met veerconstante k = 120 N/m die bevestigd is aan de onderkant van de helling
(zie figuur). De kinetische wrijvingscoëfficiënt tussen blok en helling bedraagt µk = 0,2.
(a) Wat is de maximale indrukking van de veer?
(b) Hoe dicht komt het blok bij zijn beginpositie na terugveren?
(a) 1,06 m
(b) 1,32 m
Vraag 3
(4 ptn)
Eén uiteinde van een uniforme meterstok met massa m is tegen een vertikale wand geplaatst (zie figuur).
Het andere uiteinde is bevestigd aan een lichte kabel die een hoek θ = 15° maakt met de meterstok. Een
blok met dezelfde massa als de stok is op een afstand x van de wand opgehangen aan de stok. De
statische wrijvingscoëfficiënt tussen het uiteinde van de meterstok en de wand is 0,40.
(a) Wat is de minimale waarde van x opdat de stok in evenwicht is?
(b) Stel x = 1 m en m = 2 kg. Bepaal de grootte van de kracht die de wand op de meterstok uitoefent.
(a) 0,302 m
(b) 110,2 N
e = 1,60 × 10-19 C
ε0 = 8,854 × 10-12 F/m
µ0 = 4π × 10-7 H/m
me = 9,11 × 10-31 kg
mp = 1,67 × 10-27 kg
c = 2,998 × 108 m/s