bronnen

Eindexamen natuurkunde havo 1977, tijdvak 2Scan van het oorspronkelijke examen.

bij dit examen

figuur bij de opgave2 Benodigde gegevens kunnen worden opgezocht in het tabellenboekje. Het is de bedoeling dat van tabel 1 de kolom „afgeronde waarde” wordt gebruikt. Men zet een karretje op een horizontaal vlak. Het karretje wordt door middel van een lang koord met een veer verbonden. Het koord loopt via een katrol naar de veer (figuur 1). Als het koord strak getrokken is zonder dat de veer is uitgerekt, bevindt de voorkant van het karretje zich in punt B. Men trekt het karretje 8,0 cm naar rechts. Hierbij wordt de veer ook 8,0 cm uitgerekt. De voorkant van het karretje bevindt zich nu in A. naar veer tikker katrol karratí en jd papier fig. 1 Aan het karretje is een papierstrook bevestigd. Deze papierstrook wordt geleid langs een tijdtikker. De tijdtikker bestaat uit een op en neer bewegende pen, die elke 0,02 seconde een stip op het papier zet. Het karretje wordt losgelaten in A. Het beweegt dan over het horizontale vlak via B naar C. De wrijving is te verwaarlozen. De papierstrook die langs de tijdtikker is getrokken is op ware grootte afgebeeld in figuur 2. De stip die de tikker gezet heeft toen de voorkant van het karretje in A was, is aangegeven met 0. De daarop volgende stippen zijn opvolgend genummerd. De stippen die de tikker gezet heeft toen de voorkant van het karretje respectievelijk in B en in C was, zijn aange- geven met 10 en 16. fig. 2 a. 1. Toon aan dat de beweging van het karretje op het traject BC eenparig is. 2. Bepaal de snelheid van het karretje in het punt B. Op een bijgevoegd antwoordpapier is de papierstrook nogmaals afgedrukt. Naast de papierstrook zijn de assen van een weg-tijd-diagram getekend. b. 1. Teken op het antwoordpapier het weg-tijd-diagram van de beweging van A tot C. 2. Hoe blijkt uit het diagram, dat op het traject van A naar B de snelheid toeneemt? 3. Bepaal de gemiddelde versnelling op het traject AB. Voor de energie E van een uitgerekte veer met uitrekking u en veerconstante C geldt de formule = c. 1. Toon aan dat de term Cu° bij gebruik van Sl-eenheden de eenheid joule heeft. 2. Bereken de veerenergie van de veer, als het karretje zich in A bevindt. De veerconstante C = 30,9 N/m. 3. Hoe groot is de kinetische energie van het karretje in het punt B? Op het karretje wordt een tweede, identiek karretje gemonteerd. De proef wordt daarna op dezelfde manier herhaald. d. Bereken in dit geval de snelheid van de karretjes in het punt B. 712091F—12
figuur bij de opgave3 De uiteinden van een lange verticaal opgestelde spoel zijn verbonden met een weerstand. Men meet de spanning over de weerstand met behulp van een oscilloscoop. Boven de spoel wordt een staafmagneet gehouden (figuur 3). magneet spoel fig. 3 Op t = 0 wordt de magneet losgelaten. Hij valt door de spoel tot op de grond. Het beeld op de oscilloscoop is in figuur 4 weergegeven. spanning 0,1 0,2 0,3 0,4 fig. 4 Uit figuur 4 blijkt dat er in de tijd van A tot B een spanning wordt opgewekt. a. Verklaar dat. Uit figuur 4 blijkt dat er in de tijd van B tot C géén spanning wordt opgewekt. b. Verklaar dat. c. 1. Noem drie verschillen tussen het spanningsverloop in de tijd van A tot B en het spanningsverloop in de tijd van C tot D. 2. Verklaar elk van deze verschillen. Tijdens de proef is in totaal 0,04 J elektrische energie opgewekt. d. 1. Uit welke energie is de elektrische energie ontstaan? 2. In welke energie wordt de elektrische energie omgezet? Zie ommezijde
figuur bij de opgave4 Men vergelijkt de versnelling van de vallende magneet met de versnelling van de vrije val. De vraag is nu of de versnelling van de vallende magneet groter is dan, kleiner is dan of gelijk is aan de versnelling van de vrije val. e. 1 Beantwoord deze vraag voor het tijdinterval, in figuur 4 aangegeven met de letters A en B. 2. Beantwoord deze vraag voor het tijdinterval, in figuur 4 aangegeven met de letters B en C. 3. Beantwoord deze vraag voor het tijdinterval, in figuur 4 aangegeven met de letters Cen D. De magneet heeft een massa van 50 g. Hij valt van een hoogte van 1,00-m tot de grond. f. Bereken de snelheid waarmee de magneet de grond treft.
figuur bij de opgave5 Bij verval van het radioactieve isotoop I van het element jodium komt en y-straling vrij. a. Geef de vergelijking van de vervalreactie van 1. De y-straling bestaat uit fotonen met een energie van 0,36 MeV (1 MeV = 10° eV). b. Bereken de frequentie van deze y-straling. De vrijgekomen @-straling heeft per deeltje een energie van 0,61 MeV. Als gB-straling door een plaatje koolstof gaat, verliest de straling energie. Het energieverlies in het plaatje hangt af van de energie waarmee 8-straling het koolstof treft. In figuur 5 is dít energieverlies uitgezet als functie van de energie van de @-straling voor een plaatje koolstof met een dikte van 0,1 mm. energie- verlies (MeV) 0,10 0,08 0,06 0,04 energie Me 0,02 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 fig. 5 c. 1. Bepaal de energie waarmee B-straling van 0,61 MeV uit het koolstof plaatje treedt. 2. Wat gebeurt als B-straling van 0,05 MeV op het plaatje koolstof valt? Van een preparaat met 4.10!® atomen meet men op gezette tijden de sterkte van de y-straling. De metingen staan in de tabel, bij begin 1000 eenheden uur na begin 958 eenheden 24 uur na begin 918 eenheden 2 dagen na begin 843 eenheden 4 dagen na begin 710 eenheden 8 dagen na begin 504 eenheden d. Bereken het aantal atomen dat gedurende de eerste 24 uur is vervallen. Het isotoop °° Tc van het element technetium zendt ook y-straling uit. De halfwaardetijd is 6 uur. Men neemt nu een preparaat dat op het begin-tijdstip 4.10'* atomen °° Tc bevat. e. Bereken het aantal atomen °° Tc, dat gedurende de eerste 24 uur vervalt. Een medische toepassing van beide isotopen is het gebruik bij het onderzoek naar afwijkingen in de schildklier. Zowel jodium als technetium worden bij opname door het lichaam in de schildklier opgeslagen. f. Noem een argument, waarom men bij het schildklieronderzoek in plaats van liever Te gebruikt. 71 Zie ommezijde
figuur bij de opgave6 In een plaat P is een rechthoekig gat aangebracht van 12 mm bij 16 mm (figuur 6). fig. 6 Plaat P wordt opgesteld op een afstand van 10 cm van een scherm S. Plaat en scherm staan evenwijdig aan elkaar (figuur 7). P fig. 7 Links van P worden achtereenvolgens drie verschillende lichtbronnen geplaatst. Deze lichtbronnen zijn: — een lichtbron L, die op P een evenwijdige bundel licht laat vallen. — een lichtbron die als puntvormig beschouwd mag worden. — een lichtbron L; die als lijnvormig beschouwd mag worden.
figuur bij de opgave7 Het licht dat deze bronnen uitzenden kan via het gat in P het scherm bereiken. In figuur 8 is weergegeven wat men op het scherm ziet. fig. 8.1 fig. 8.2 fig. 8.3 a. Welke van de figuren 8.1 tot en met 8.3 geeft weer wat men ziet bij gebruik van lichtbron L, Licht het antwoord toe. b. 1. Welke van de figuren 8.1 tot en met 8.3 geeft weer wat men ziet bij gebruik van lichtbron 2. Bepaal de afstand van L, tot plaat P. De lichtbronnen hebben een zodanige sterkte, dat de hoeveelheid licht die per seconde door het gat in P gaat bij gebruik van de lichtbronnen L, en L, gelijk is. c. 1. Hoe groot is de lichtsterkte (de totale hoeveelheid licht die per seconde op scherm S valt) op het scherm bij gebruik van lichtbron in vergelijking met de lichtsterkte bij gebruik van L, 2. Hoe groot is de verlichtingssterkte (de hoeveelheid licht die per seconde op 1 mm² van het scherm valt) op het scherm bij gebruik van lichtbron L, in vergelijking met de verlichtingssterkte bij gebruik van L, ? Men plaatst nu de lichtbron op 20 cm voor de plaat P. De afstand tussen plaat en scherm is ook op 20 cm gebracht (figuur 9). Direct voor het gat wordt een bolle lens gezet die het gat ruimschoots bedekt. (Bij de volgende berekeningen en constructies mag men er van uitgaan dat de lens op dezelfde plaats staat als P). fig. 9 Op het scherm wordt een lichtvlek waargenomen zoals is weergegeven in figuur 8.2. d. 1 Teken het verdere verloop van de lichtbundel die door het gat in P gaat op het bij- gevoegde antwoordpapier (2 oplossingen; teken beide). 2. Bepaal voor elk van de beide oplossingen de brandpuntsafstand van de lens. 3. Hoe verhouden zich de verlichtingssterkten op het scherm van beide oplossingen? EINDE.