Toets 4vwo NAE

Schoolexamen 1 6 vwo Na 1,2. 18-10-06 Naam:
Mechamica en Optica. 135 minuten.
Docent:
Gebruik BINAS en Grafische rekenmachine toegestaan.
Voorlopige normering: Cijfer=(aantal punten)*9/113 + 1 Opgave 1: 19p. Opgave 2: 15p. Opgave 3:
9p Opgave 4: 11p Opgave 5: 13p. Opgave 6: 9p. Opgave 7: 13p Opgave 8:10p Opgave 9: 14p
Opgave 1.
Een verticale schop
Een voetbal wordt op tijdstip t = 0 vanaf de grond met een beginsnelheid van 25,0 (m/s)
verticaal omhooggeschopt. De massa van de bal is 0,400 (kg) We verwaarlozen nog even de
luchtwrijving.
a) (2)Bereken wanneer de bal het hoogste punt bereikt
b) (3)Bereken de hoogte van het hoogste punt
c) (4)Teken van deze hele beweging (omhoog en omlaag) het v(t)-t diagram
In werkelijkheid is er wel luchtwrijving. Met behulp van computerberekeningen is van de
beweging het volgende y(t)-t diagram gemaakt.
d) (3)Bepaal de snelheid waarmee de bal de grond treft.
e) (4)Bereken hoeveel energie er tijdens de beweging in warmte is omgezet.(heb je vraad d)
niet kunnen vinden neem dan voor de daar gevraagde snelheid 18 (m/s)
f) (3)Bereken de gemiddelde wrijvingskracht op de bal tijdens de beweging.
v (km/h)
90
Opgave 2.
Een boemeltrein
Een dieselboemeltrein
vertrekt op tijdstip t = 0
uit Achterdorp en komt
na 4,0 minuten in
0
1,0
Buitenveld aan.
Het v(t)-t diagram is
hiernaast gegeven. De remvertraging bij Buitenveld is 0,500 (m/s2).
a) (2)Bereken de versnelling van de trein bij het vertrek uit Achterdorp
?
4,0
b) (2)Bereken de remtijd van de trein
c) (3)Bepaal de afstand tussen de stations van Achterdorp en Buitenveld.
d) (2)Tijdens de eenparige beweging van de trein heeft de trein een motorkracht van 9,5
(kN). Bereken het nuttig vermogen van de trein tijdens de eenparige beweging.
e) (5)Het rendement van de dieselmotor is 32%. Eén liter dieselolie geeft bij verbranding
3,6.107 (J) energie. Bereken hoeveel (L) dieselolie de trein op één (km) bij 90 (km/h)
verbruikt.
Opgave 3.
t (min)
Hijskraan
Een hijskraan heeft een massa van 15,0 (ton). Het zwaartepunt van de hijskraan zonder last L
en contragewicht is precies boven het punt midden tussen de wielen van de hijskraan. Aan de
linkerkant hangt een contragewicht C met een massa van 6,0 (ton) Eén (ton) = 1000 (kg)
a) Bereken hoe groot de last L rechts maximaal kan zijn.
i) (3)Zonder contragewicht C
ii) (4)Met contragewicht C
b) (2) Onderzoek of de hijskraan zonder last L maar met contragewicht omvalt of niet.
Opgave 4.
Wagentje
Een wagentje heeft met gewicht erop een massa van 300
gram. Het wagentje is via een touwtje en een katrol
verbonden met een blokje A van 20 gram. De massa van
het touwtje en wrijving van de katrol is te verwaarlozen.
Op het wagentje werkt een maximale wrijvingskracht van 0,15 (N)
a) (2) Bereken de normaalkracht op het wagentje
b) (3) Bereken de versnelling van het wagentje.
c) (3)Bereken de spankracht in het touwtje
Terwijl het wagentje rijdt, breekt plotseling het touwtje.
d) (3) Bereken de versnelling van het wagentje nadat het touwtje gebroken is.
Opgave 5.
glas
30o
Prisma
Een lichtstraal valt op een glazen prisma. De brekingsindex van de gebruikte glassoort is 1,60.
a) (3) Bereken de lichtsnelheid in het glas.
b) (1)Wat verstaat men onder de grenshoek?
c) (2)Bereken de grenshoek bij deze glassoort.
d) (7)Teken hoe de lichtstraal door het glas gaat en er weer uitgaat. Bereken waar nodig de
hoeken. Maak de tekening op de achterkant van dit blaadje.
Opgave 6.
Leesbril
Een oudziende heeft zonder bril het nabijheidspunt op 2,50 (m) afstand liggen. Hij krijgt een
leesbril met een sterkte van 3,00 (dpt). Afstand tussen de bril en de ooglens is te
verwaarlozen.
a) (5)Bereken waar het nabijheidspunt met bril komt te liggen.
b) (4)Licht het antwoord toe door in de fig hieronder de stralengang te tekenen. (hoeft niet op
schaal)
glas
30o
Bij Opgave 5d.
bril
Bij Opgave 6b.
Opgave 7.
Softbal
Een softbal wordt met een knuppel weggeslagen. Men
heeft van de klap een ultrasnelle video-opname
gemaakt, waarbij per seconde 454 beeldjes werden
opgenomen.
Met behulp van Coach-videometen is de beweging in xrichting van de bal gemeten. Het resultaat staat in de
grafiek hieronder.
De massa van de softbal is 192 gram
a) (3)Bepaal de impulsverandering van de bal
b) (3)Uit de video blijkt dat op slechts één beeldje er echt contact is te zien tussen de knuppel
en de bal. Geef op grond daarvan een schatting van de kracht die de knuppel op de bal
heeft uitgeoefend.
We nemen aan dat de bal zuiver horizontaal wordt weggeslagen (in werkelijkheid zal dat
zeker niet het geval geweest zijn). De hoogte boven de grond is 1,20 (m). Wrijving is te
verwaarlozen
c) (3)Bereken na hoeveel meter de bal de grond treft.
d) (4)Bereken met welke snelheid de bal de grond treft (geef grootte én richting).
Opgave 8.
Kogelslingeren
Een kogel met een massa van 6,25 kg wordt aan een touw in een vertikaal vlak
rondgeslingerd. De straal van de cirkelbaan is 1,22 (m). In het hoogste punt is de spankracht
in het touw 800 (N). We nemen aan dat de baansnelheid van de kogel constant is.
a) (4)Bereken de snelheid van de kogel in het hoogste punt.
b) (3)Bereken het toerental van de kogel (= aantal rondjes per minuut).
c) (3)Bereken de spankracht in het laagste punt van de cirkel.
Opgave 9.
Supersnelle planeet
In de richting van het centrum van onze melkweg zijn door de Hubble-telescoop 16 mogelijke
planeten ontdekt die zelf een flink stuk groter zijn dan Jupiter en die om vrij kleine sterren
bewegen. De Europese Sterrenwacht in Chili heeft van 2 van die planeten de ontdekking
kunnen bevestigen. In een bericht in “Astronieuws” staat o.a. het volgende:
4 oktober 2006 • Hubble ontdekt 16 verre kandidaat-planeten
(………..)Vijf van de ontdekte planeten hebben een ongekend korte omlooptijd van minder dan een dag.
De snelste van de vijf, SWEEPS-10, draait zelfs in slechts tien uur om zijn ster, wat betekent dat hun
onderlinge afstand niet veel meer dan een miljoen kilometer kan bedragen. De temperatuur van deze 1,6
Jupitermassa zware planeet moet in de orde van 1600 graden liggen: dat is relatief laag, omdat de ster waar
hij omheen beweegt een vrij koele rode dwerg is. (…………)
Van de planeet die SWEEPS-10 wordt genoemd staan enige gegevens. De
omloopstijd is 10 (h) en de straal 1,0 miljoen kilometer.
a) (3)Bereken de baansnelheid van deze planeet
b) (2)Bereken de hoeksnelheid van deze planeet
c) (4)Bereken de massa van de ster waar de planeet omheen beweegt.
d) (2)Waarom is die ster omschreven als een ‘dwergster’ ? (vergelijk de massa met
die van de zon) (heb je vraag c) niet kunnen vinden neem dan 5,0.10 29 (kg)
e) (3)Bereken de gravitatiekracht tussen de ster en de planeet.
Zet je eigen naam en de naam van de docent op het opgavenvel.
Succes!!
------------------Einde--------------------------