bronnen

Eindexamen natuurkunde vwo 1976, 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 wordt gebruikt de kolom „afgeronde waarde”. Een gloeilamp, waarvan de gloeidraad van wolfraam is, wordt aangesloten op een wissel- spanningsbron met een regelbare spanning waarna het verband tussen de effectieve spanning en de effectieve stroomsterkte wordt bepaald. Vervolgens doet men hetzelfde met een gloeilamp, waarvan de gloeidraad van koolstof is. De meetresultaten zijn weergegeven in figuur 1. a. Bereken de weerstand van elk der beide lampen bij Verp 220 V. De weerstand van de gloeidraad van de lampen is afhankelijk van de temperatuur. Het ver- band tussen de weerstand en de temperatuur wordt vastgelegd met behulp van weerstands- temperatuur-coëfficiënt a. Deze wordt als volgt gedefinieerd: b. Wat is de eenheid van a in het SI? c. Beredeneer voor welke lamp a negatief is. Men sluit vervolgens de lampen parallel aan op de spanningsbron. d. Bepaal de totale Zapf bij Verp = 70 V. Geef een toelichting. Hierna worden beide lampen in serie op de spanningsbron aangesloten. Veer 140 V e. Bepaal Lpf. Geef een toelichting op het bijgevoegde antwoordpapier.
figuur bij de opgave3 Een wisselspanningsbron B is met de weerstanden R 4,7 x 10% 2 en Ry in een schakeling opgenomen zoals aangegeven is in onderstaande figuur (figuur 2). De punten Len M kunnen aangesloten worden op een oscilloscoop. fig. 2 De platen van de oscilloscoop, die voor de horizontale afbuiging zorgen, sluit men aan op een zaagtandspanning (tijdbasis). Als men nu de punten L en M aansluit op de platen die voor de verticale afbuiging van deze oscilloscoop zorgen ontstaat op het scherm lijn 1 van figuur 3. Sluit men de punten K en M aan op de platen die voor de verticale afbuiging zorgdragen dan ontstaat lijn II van figuur 3. Om de elektronenstraal op het scherm 1 cm in verticale richting af te buigen is een spanning van 2 V nodig. Figuur 3 geeft de situatie op ware grootte weer. a. Bepaal de topwaarde van de wisselspanning. b. Bepaal Ry. 612143F—10 Zie ommezijde
figuur bij de opgaveDe zaagtandspanning wordt uitgeschakeld. Men sluit de punten K en M aan op de platen die voor de horizontale afbuiging zorgen, terwijl de punten L en M aangesloten worden op de platen die voor de verticale afbuiging zorgdragen (figuur 4). In beide richtingen komt l cm op het scherm weer overeen met 2 V. fig.4 Op het scherm ontstaat nu een rechte lijn. c. Bereken de tangens van de hoek die deze lijn maakt met de positieve X-as. Men vervangt Ry door een condensator. Er ontstaat nu op het scherm van de oscilloscoop een ellips (figuur 5). d. Bepaal het faseverschil tussen de spanning van de bron Ben de stroom in de keten. Licht het antwoord toe. Men laat de topwaarde van de wisselspanning van B onveranderd en men vergroot de frequentie. e. Wat gebeurt er met de topwaarde van de spanning tussen L en M? Licht het antwoord toe. 612143F—10
figuur bij de opgaveDe arm van een platenspeler heeft drie onderdelen: een kop met een massa van 15 g, een homogene buis met een massa van 15 gen een contragewicht met een massa van 150 g. Het draaipunt van de arm bevindt zich in A (zie figuur 6). Er is geen wrijving in A. De punten Zen Y zijn de massamiddelpunten respectievelijk van de kop en het contragewicht. armlift contragewicht kop buis fig. 6 Het contragewicht zit op zodanige afstand van A dat a 2,5 cm. De arm wordt horizontaal gehouden door armlift C. a. Bereken de grootte van de kracht van de armlift tegen de arm. Men laat de armlift langzaam zakken tot de naald op een stilstaande plaat rust en niet meer op de armlift. De naald oefent een kracht op deze plaat uit. De arm staat niet meer horizontaal. b. Toon aan dat de kracht die de naald op de plaat uitoefent niet afhangt van de hoek die de arm maakt met het horizontale vlak. De plaat is een testplaat zonder groef. Men laat de plaat draaien. Figuur 7 geeft de situatie weer op het moment dat de naald zich in punt P bevindt. bovenaanzicht fig.7 Figuur 7 is nog eens weergegeven op het bijgevoegde antwoordpapier. c. Teken in deze figuur de richting van de wrijvingskracht die de naald van de draaiende plaat ondervindt. d. Beredeneer dat door deze wrijvingskracht de hoek a (zie figuur 7) kleiner wordt. Men kan het in d. genoemde effect geheel of gedeeltelijk opheffen door in B (AB = 2,0 cm) een kracht loodrecht op de arm uit te oefenen (de zogenaamde dwarskrachtcompensatie). In de situatie weergegeven in figuur 7 wordt het effect geheel opgeheven als de dwarskracht- compensatie 2,0 x 107? N is. e. Bereken voor dit geval de grootte van de wrijvingskracht tussen naald en plaat. Zie ommezijde
figuur bij de opgave6 In een bak gevuld met water worden met behulp van twee trilapparaten golven opgewekt, die zich aan het oppervlak van het water voortplanten met een snelheid v = 1 m/s. Deze golven zijn vlakke golven. De beide trilapparaten trillen met een trillingstijd 7 = 0,02 s. In onderstaande figuur 8 zijn voor een bepaald tijdstip ft, de vlakke golven getekend. De interferentie van deze vlakke golven is niet getekend. De lijnen in deze figuur stellen opeenvolgende toppen van golfbergen voor. Fase (gereduceerd) van deze toppen is 4. De voortplantingsrichting van de vlakke golven is in de figuur met de pijlen 1 en 2 aangegeven. Op de bodem van de golfbak is een lijn AB getrokken, waarlangs een millimeterverdeling is aangebracht. fig.8 Teken op het bijgevoegde antwoordpapier in figuur I de fase (gereduceerd) als functie van van de plaats langs de lijn AB van de golven die zich voortplanten in de richting, aange- geven door pijl op het tijdstip Teken het op bijgevoegde antwoordpapier in figuur II de fase (gereduceerd) als functie van de plaats langs de lijn AB van de golven die zich voortplanten in de richting, aange- geven door pijl 2, op het tijdstip Geef op het bijgevoegde antwoordpapier in figuur [IT met kruisjes alle plaatsen op de lijn AB aan waar de golven elkaar maximaal versterken op het tijdstip Licht het antwoord toe.
figuur bij de opgave7 De stand van de trilapparaten wordt nu zo gewijzigd dat de toestand ontstaat die in onder- staande figuur 9 op het tijdstip t, is aangegeven, waarbij geldt a = e. Teken op het bijgevoegde antwoordpapier in figuur IV de fase (gereduceerd) als functie van de plaats langs de lijn AB van de golven die zich voortplanten in de richting, aange- geven door pijl 1 op het tijdstip f. Doe in figuur V hetzelfde als in e voor de golven die zich voortplanten in de richting, aangegeven door pijl 2 op het tijdstip g. Geef op het bijgevoegde antwoordpapier in figuur VI met kruisjes alle plaatsen aan waar de golven elkaar maximaal versterken op het tijdstip