Oefenopgaven Kracht en Beweging VWO 5 Natuurkunde 2

Oefenopgaven Kracht en Beweging VWO 5 Natuurkunde 2
Bij paragraaf 2.1
Opgave 1
Men heeft een stroboscopische foto gemaakt van een horizontale worp. De
stroboscoop had een frequentie van 1 (Hz). Op 4 achtereenvolgende tijdstippen zijn
horizontale en verticale afstanden opgemeten. Het resultaat staat in de volgende tabel:
Tijdtip (s)
X (m)
Y (m)
0
0
0
1
15
5
2
30
20
3
45
44
4
60
78
a) Met welke snelheid is het voorwerp horizontaal weggeschoten?
b) Teken op ruitjespapier de (y,x) grafiek.
c) Teken in dezelfde grafiek de horizontale en verticale snelheidscomponenten op de
tijdstippen 0 t/m 4 (s). Neem voor 10 (m/s) 1 (cm).
d) Bereken en teken de totale snelheden op de tijdstippen. (grootte en richting).
Opgave 2
Men schiet een kogeltje meteen snelheid van 120 (m/s) precies in de richting van het
midden van een schietschijf. We noemen dat punt M. De afstand tussen de loop en de
schijf is 9,60 (m). Bereken hoeveel (cm) onder M het kogeltje de schijf zal treffen.
Opgave 3
De linkeroever van een riviertje is 1,80 (m) hoger dan de rechteroever. De brug is
ingestort en een auto komt aanrijden van de linkerkant met onbekende snelheid v. De
auto moet in horizontale richting minstens 15,0 (m) overbruggen.
a) Bereken hoe groot v minstens moet zijn om de overkant te halen.
b) Bereken de grootte en richting van de snelheid waarmee de auto dan aan de andere
kant neerkomt.
Opgave 4
Neil Armstrong gooit op de maan (g = 1,6 (m/s2)) een steen met een horizontale
snelheid van 10 (m/s) weg. De steen treft de grond met een snelheid van 11 (m/s).
Bereken:
a) Hoe lang de steen onderweg is geweest van zijn hand tot de grond.
b) Van welke hoogte de steen is gegooid.
c) Hoe ver de steen in horizontale richting is gegooid.
Opgave 5
Maak opgave 4 uit het boek.
Oefenopgaven v5 nat
Kracht en Beweging
1/4
Opgave 6
Maak opgave 7 uit het boek.
Bij paragraaf 2.2
Opgave 7
Een wielrenner rijdt in een cirkelvormige baan met een snelheid van 40 (km/h). De
straal van de baan is 50 (m).
a) Bereken de omlooptijd.
b) Bereken hoeveel rondjes de renner per (min) rijdt.
Opgave 8
De omtrek van de aarde, gemeten over de polen, is precies 40.000 (km).
a) Waarom zou dat zo zijn denk je?
Twee steden A en B liggen op de zelfde meridiaan (=lengtegraad). Maar A ligt op
22,3 oNB en B op 38,8 oZB.
b) Bereken de afstand tussen A en B
De stad Singapore ligt op de evenaar en de stad Oslo op 60 oNB.
c) Bereken de baansnelheid in Singapore en Oslo.
d) Bereken de hoeksnelheid in Singapore en Oslo.
Opgave 9
Reken om:
a) 1/3  (rad) = …………… o d) 45o = ……………. (rad)
b) 1,8 (rad) = …………… o e) 120o = …………….. (rad)
c) 0,12 (rad) = …………… o f) 1,00o = …………….. (rad)
Opgave 10
Een voorwerp beweegt eenparig langs een cirkelboog van A naar
B. Het heeft daarvoor 0,30 (s) nodig. AM = 1,20 (m). De hoek
AMB bedraagt 60º.
a) Bereken de booglengte AB
b) Bereken de verplaatsing tussen A en B
c) Bereken de gemiddelde snelheid tussen A en B.
d) Bereken de baansnelheid tussen A en B
e) Bereken de hoeksnelheid tussen A en B
Opgave 11
A, B en C zijn drie tandwielen. RA = 2,0 (cm); RB = 1,0 (cm) en RC = 3,0 (cm). A
draait net 900 (omw/min) in de aangegeven richting.
a) In welke richting draait C?
b) Bereken de baansnelheid van C
c) Bereken de hoeksnelheid van C
d) Bereken hoeveel omwentelingen C per minuut maakt.
Opgave 12
Maak opgave 13 uit het boek
Opgave 13
Een draaimolen heeft een hoeksnelheid van 0,60 (rad/s). Anita zit op 3,20 (m) van de
draaias.
a) Bereken de hoek die Anita in 2,0 (min) aflegt.
Karin zit op 1,80 (m) van de draaias.
b) Welke hoek legt Karin af in 2,0 (min)? Leg uit.
c) Bereken de baansnelheden van Anita en Karin.
Oefenopgaven v5 nat
Kracht en Beweging
2/4
Bij paragraaf 2.3 en 2.4
Opgave 14
Een voorwerp van 2,5 (kg) beweegt in 0,40 (s) van A naar B (zie figuur tekening vraag
10).
a) Bereken welke versnelling op het voorwerp moet werken.
b) Hoe groot is de som van de krachten op het voorwerp en welke richting heeft die
som van de krachten?
Opgave 15
Een auto van 1200 (kg) maakt een bocht met een straal van 200 (m). De snelheid is 90
(km/h). De maximale zijwaartse wrijving bedraagt 6,0 (kN).
a) Bereken de zijwaartse wrijvingskracht bij 90 (km/h).
b) Bereken de maximale snelheid waarmee de auto de bocht kan nemen.
c) Leg uit waarom de auto uit de bocht vliegt als de weg te glad is.
Opgave 16
Jan bevindt zich op de evenaar.
a) Bereken de middelpuntzoekende versnelling die op Jan moet werken t.g.v. de
draaiing van de aarde.
b) Bereken hoeveel % dat is van de op de evenaar heersende gravitatieversnelling.
Opgave 17
In een emmertje bevindt zich 1,50 (kg) water. Het wordt aan een touw
rondgeslingerd in een verticale cirkel. In A is de snelheid 5,0 (m/s). De
straal van de cirkel is 0,80 (m).
a) Welke krachten leveren de middelpuntzoekende kracht op het water in
A?
b) Bereken de normaalkracht op het water in A.
c) Bereken met energiewetten de snelheid van het emmertje in B.
d) Bereken de normaalkracht op het water in B.
e) Bereken de minimale snelheid waarmee het emmertje kan worden
rondgedraaid zonder dat degene die het touw vasthoudt nat wordt.
Opgave 18
Aan een touw van 0,75 (m) hangt een gewichtje van 50 (g). Het gewichtje wordt
rondgeslingerd in een horizontale baan met een constante snelheid volgens de tekening
hiernaast.
a) Teken in de tekening de krachten die werken op het
gewichtje op schaal (tip: begin met zwaartekracht).
b) Welke (component van een) kracht levert de
middelpuntzoekende kracht?
c) Bereken de baansnelheid van het gewichtje.
d) Wat gebeurt er met de tophoek als men de snelheid
vergroot? Leg uit.
Opgave 19
Bij goed aangelegde wegen is het wegdek in een bocht schuin. Bij een bepaalde bocht
is de hoek zo gekozen dat een auto bij een snelheid
van 90 (km/h) nog de bocht zou kunnen nemen zelfs als
er geen zijwaartse wrijving zou zijn. De auto heeft een
massa van 1,20 (ton) en de straal van de bocht is 750
(m).
a) Maak duidelijk door een tekening van de krachten hoe er dan een
middelpuntzoekende kracht geleverd wordt.
b) Bereken de minimale hoek  waarbij de auto zonder zijwaartse wrijving de bocht
kan maken.
Opgave 20
Maak opgave 25 uit het boek.
Oefenopgaven v5 nat
Kracht en Beweging
3/4
Opgave 21
Maak opgave 26 uit het boek.
Opgave 22
Maak opgave 29 uit het boek.
Bij paragraaf 2.5 en 2.6
Opgave 23
Maak opgave 33 uit het boek.
Opgave 24
Maak opgave 35 uit het boek.
Opgave 25
Druk de eenheid van de gravitatieconstante G uit in grondeenheden van het S.I.stelsel.
Opgave 26
a) Bereken de gravitatiekracht tussen de zon en de aarde.
Een kabel van hoogwaardig staal breekt als er per mm2 doorsnede een kracht werkt
van 500 (N).
b) Bereken hoe dik een hoogwaardig stalen kabel zou moeten zijn om dezelfde kracht
te kunnen leveren als de gravitatiekracht tussen de aarde en de zon.
Opgave 27
Bereken de gravitatiekracht die de aarde uitoefent op een massa van 1,0 (kg) op de
evenaar.
Opgave 28
Een satelliet beschrijft een cirkelbaan om de aarde op 1630 (km) hoogte boven het
aardoppervlak.
a) Bereken de snelheid van de satelliet.
b) Bereken de omlooptijd van de satelliet.
Opgave 29
Een weersatelliet beschrijft een geostationaire baan, d.w.z. dat hij steeds boven
hetzelfde punt op de evenaar hangt.
a) Hoe groot is de omlooptijd van de satelliet?
b) Bereken de hoogte boven het aardoppervlak van de satelliet
Opgave 30
De maan Deimos van de planeet Mars beschrijft een cirkelvormige baan met een straal
van 23 (Mm). De omlooptijd is 1,262 aardse dagen. De straal van Mars zelf bedraagt
3,386 (Mm).
a) Bereken hieruit de massa van Mars.
b) Bereken de valversnelling op Mars.
Opgave 31
Maak opgave 42 uit het boek.
Oefenopgaven v5 nat
Kracht en Beweging
4/4