Examen Conceptuele Natuurkunde met Technische

Examen Conceptuele Natuurkunde met
Technische Toepassingen
2de Bachelor Handelsingenieurs, academiejaar 07-08
18 januari 2008, 8u30
NAAM:
RICHTING:
vraag 1
(/5)
vraag 2
(/6)
vraag 3
(/1)
vraag 4
(/3)
vraag 5
(/2)
practica
(/3)
TOTAAL
(/20)
Verloop van het examen
ˆ Het volledige examen duurt 3,5 uur of eventueel langer tot de laatste
kandidaat klaar is met het mondelinge gedeelte. Uiteraard bestaat de mogelijkheid om vroeger in te dienen.
ˆ Het theoretische gedeelte is mondeling met schriftelijke voorbereiding.
Maak hierbij een summier schriftelijk overzicht om tijdens het mondelinge gedeelte een geordend en volledig antwoord te formuleren.
De oefeningen zijn schriftelijk.
ˆ Het theoretische gedeelte zal eerst ondervraagd worden. Begin dus met de
schriftelijke voorbereiding van vraag 1 en 2. Om 9u wordt gestart met de
mondelinge ondervraging.
Opmerkingen bij het examen
ˆ Zorg dat alle vragen op afzonderlijke bladen beantwoord worden. Nummer
alle bladen en schrijf je naam of initialen op elk blad. Noteer ook je naam
en richting bovenaan dit blad in de voorziene ruimte.
ˆ Steek bij het indienen al je nette bladen tussen het dubbel opgaveblad.
Kladpapier wordt apart afgegeven.
ˆ Lees alle opgaven aandachtig en zorg dat je alle delen van de vraag beantwoordt.
ˆ Schrijf groot en duidelijk. Maak grote en duidelijke figuren.
ˆ Het formularium dat bij de cursus hoort mag gebruikt worden op voorwaarde dat het ONBESCHREVEN is.
Veel succes!
1
Theorie (mondeling met schrift. voorbereiding)
1. (a) Bespreek het begrip traagheidsmoment.
(b) Beschrijf een situatie waarbij een groot traagheidsmoment een gunstig effect heeft. Beschrijf een situatie waarbij een groot traagheidsmoment een ongunstig effect heeft.
(c) Volgens welke as is in Figuur 1 het traagheidsmoment het grootst
en waarom? De assen A en B liggen in het XY -vlak terwijl de as C
volgens de Z-as ligt.
(d) Waarom draait een kunstschaatster sneller als zij haar armen tegen
het lichaam houdt?
A
B
C
y
x
z
Figuur 1: Voorwerp met verschillende rotatie-assen.
2. (a) Wat is een elektrisch veld?
(b) Welke invloed heeft een elektrisch veld op een puntlading die in het
veld gebracht wordt?
(c) Bespreek het begrip capaciteit. Hoe verandert de capaciteit van een
vlakke platencondensator als men de platen dichter bij elkaar brengt?
2
Oefeningen (schriftelijk)
3. Wat moet het hoogteverschil van een schans zijn opdat een schansspringer
onderaan een snelheid zou bereiken van 72 km/u?
4. Een bowlingbal met een massa m = 2 kg ligt in een goot (Figuur 2). De
gootconstructie wordt verend uitgevoerd om het lawaai op de bowlingbaan
binnen de perken te houden. De goot bestaat uit twee platen die in een
scharnierpunt O aan de grond vastgemaakt zijn. Elk van de platen wordt
door een veer met veerconstante k in positie gehouden. Wanneer de bowlingbal in de goot ligt, is de hoek tussen elk van de platen en de grond
gelijk aan θ = 30o .
(a) Teken een krachtendiagramma voor de bowlingbal en 1 van de platen.
(b) Bereken de normaalkracht tussen de bowlingbal en 1 van de platen.
(c) Bereken de kracht in elk van de veren.
R
k
k
q
q
O
Figuur 2: Bowlingbal in een verende goot.
5. Een zeer lange draad wordt aan het trillen gebracht door een mechanische
motor waardoor een harmonische golf ontstaat die zich langs de draad
voortplant. Op het einde van de draad wordt de lopende golf geabsorbeerd
door een systeem dat ervoor zorgt dat er geen gereflecteerde golf ontstaat.
De gemeten golfsnelheid is 240 m/s, de maximale transversale uitwijking
van de draad is 1 cm en de afstand tussen de maxima is 3,0 m.
(a) Geef een uitdrukking voor de golffunctie die de voortplanting van
deze golf beschrijft.
(b) Hoeveel bedraagt de vibratiefrequentie van de motor?
(c) Hoeveel bedraagt de periode van de transversale oscillaties van de
draad?
(d) Wat is de maximale transversale snelheid van een klein insect dat op
de draad zit?
3