opgave 1Opgave 1 Parachute



Een temperatuursensor heeft drie aansluitingen. Aan elke aansluiting is een aansluitdraad met een andere kleur bevestigd. Zie figuur 2. In de sensor bevinden zich een figuur 2 temperatuurafhankelijke en een temperatuuronafhankelijke weerstand. Zie figuur 3. Er wordt een meetplan opgesteld voor een eenvoudig experiment. Het experiment moet figuur 3 twee vragen beantwoorden: • Tussen welke twee aansluitdraden bevindt zich de temperatuurafhankelijke weerstand? • Is de temperatuurafhankelijke weerstand een NTC-weerstand? Je hebt de beschikking over een batterij, een

stroommeter, een warmtebron en aansluitdraden. → Beschrijf voor het meetplan: • welke metingen je achtereenvolgens moet doen; • welke schakelingen je daarbij moet gebruiken; figuur 4 • hoe je op basis van de meetresultaten de twee vragen kunt beantwoorden. De waarden van de weerstanden van de temperatuursensor worden nauwkeurig gemeten. R 1 heeft een waarde van 47,0 k Ω . Van R 2 is de weerstand als functie van de temperatuur weergegeven in figuur 4. De rode draad wordt aangesloten op + 5,0 V; de zwarte wordt geaard. De sensorspanning is de spanning tussen de gele en de zwarte draad.


Onder water kun je niet scherp zien. Dat komt doordat het hoornvlies aan de voorkant van het oog dan contact maakt met water in plaats van met lucht. Onder water ligt bij een normaalziend oog in ongeaccommodeerde toestand het brandpunt achter het netvlies. In figuur 5 is dit schematisch weergegeven. figuur 5

→ Leg uit of een oog onder water het meest lijkt op een oog in lucht van een verziende of van een bijziende. Maak daarbij gebruik van figuur 5. De lenswerking van het oog wordt figuur 6 voornamelijk veroorzaakt door breking van het licht aan het bolle hoornvlies. In figuur 6 valt een blauwe lichtstraal op een oog onder water. Voor de brekingsindex n 1,2 voor de overgang van stof 1 naar stof 2 geldt: Hierin is n 1 de brekingsindex van stof 1 en n 2 die van stof 2. Voor de overgang van lucht naar hoornvlies is de brekingsindex voor blauw licht 1,38. Figuur 6 staat vergroot op de bijlage.

→ Teken in de figuur op de bijlage hoe de figuur 7 invallende blauwe lichtstraal gebroken wordt als alléén bij het hoornvlies breking plaatsvindt. Bereken daartoe eerst de brekingsindex voor blauw licht bij de overgang van water naar hoornvlies. In figuur 7 zie je een meisje dat een duikbril draagt. De duikbril voorkomt dat het water in contact komt met de ogen. Hierdoor kan het meisje nu onder water wel scherp zien.

In figuur 8A bekijkt het meisje een vis boven water. Deze tekening is schematisch. Er wordt een scherp beeld van de vis op het netvlies gevormd. Er is een lichtstraal getekend die de hoofdas snijdt in punt O en die door het oog niet gebroken wordt. Neem aan dat dit geldt voor alle stralen die door O gaan. Figuur 8B schetst de situatie waarin het meisje dezelfde vis op dezelfde afstand bekijkt, maar nu onder water en met duikbril. figuur 8 Figuur 8B is vergroot op de bijlage weergegeven.

→ Leg aan de hand van een schets in de figuur op de bijlage uit of het meisje de vis nu groter of kleiner ziet dan in de situatie van figuur 8A. Door absorptie wordt het daglicht steeds zwakker als je dieper onder water komt. Dit effect blijkt afhankelijk te zijn van de golflengte van het licht: de absorptie is sterker naarmate de golflengte groter is. De kleur van een voorwerp diep onder water lijkt daardoor anders dan boven water.



golftop golftop golftop


Gianni Romme verbeterde tijdens de Olympische Winterspelen van 1998 het wereldrecord schaatsen op de 5000 meter (een halve ronde van 200 m en twaalf ronden van 400 m). Zijn eindtijd was 6 minuten en 22,20 seconden. De tijd die hij nodig had voor de eerste 200 m was 19,65 s. Hierna was zijn snelheid vrijwel constant.

→ Ga na of de beweging van Gianni gedurende de eerste 200 m eenparig versneld was. (Hint: Bereken eerst de snelheid die hij na 19,65 s zou hebben als deze beweging eenparig versneld was. Vergelijk deze snelheid met zijn snelheid over de rest van de rit.) De Nederlandse schaatsenrijders hadden zigzagstrips op hun schaatspak geplakt ter hoogte van hun onderbenen. De luchtweerstand neemt hierdoor af. In Delft wordt onderzoek gedaan naar het effect van de strips. Daarbij moet een schaatser zonder schaatsen op een plateau voor een windtunnel plaatsnemen. Zie figuur 13. Met behulp van krachtsensoren wordt de horizontale kracht bepaald die de figuur 13 schaatsenrijder op het plateau uitoefent als de wind door de tunnel blaast. In figuur 14 is een zijaanzicht gegeven van de schaatsenrijder. Op de schaatser werken drie krachten. In de figuur zijn de zwaartekracht F z en de luchtwrijvingskracht F w op de schaatsenrijder op schaal getekend. De derde kracht grijpt aan in punt H. Figuur 14 staat vergroot op de bijlage.


In figuur 15 is de ijkgrafiek weergegeven van de krachtsensor waarmee F w wordt gemeten. figuur 15 U De kracht is daarin uitgezet langs een logaritmische schaal. Hierdoor kan de gevoeligheid van de sensor niet rechtstreeks uit figuur 15 bepaald worden. Op de bijlage zijn twee assen op millimeterpapier weergegeven.

→ Bepaal de gevoeligheid van de sensor bij een kracht van 30 N. Maak daarbij gebruik van de bijlage. Voor de wrijvingskracht ten gevolge van de luchtweerstand geldt: F w = ½ C w ρ Av 2 Hierin is: – C w de luchtweerstandcoëfficiënt; – ρ de dichtheid van de lucht; – A de frontale oppervlakte van de schaatser; – v de snelheid van de schaatser. Bij het onderzoek wordt de kracht F w twee keer gemeten: één keer met strips en één keer zonder strips op het schaatspak. Uit deze twee metingen wordt bepaald hoeveel de C w -waarde door de strips verandert. Om een juiste vergelijking te maken, moeten de drie andere grootheden in de formule tijdens beide metingen gelijk zijn.

→ Bespreek voor elk van deze drie grootheden welke maatregelen daartoe in de onderzoeksopzet genomen moeten worden. De C w -waarde mét strips is kleiner dan die zonder strips. Ga er bij de volgende vraag van uit dat het door de schaatsenrijder geleverde vermogen bij het rijden met of zonder strips gelijk is.

→ Toon aan dat de snelheid v die een schaatsenrijder bereikt evenredig is met De onderzoekers beweren dat met de strips ruim een halve seconde winst per ronde behaald kan worden ten opzichte van de situatie zonder strips. Hierbij wordt uitgegaan van een C w -waarde van 0,58 mét strips en een C w -waarde van 0,63 voor de situatie zonder strips.


Lees het artikel. artikel Kernproeven in VS besmetten bevolking met radioactief jood binnenkomt, wordt door de schildklier De kernproeven in de Nevada-woestijn van 1951 tot 1958 hebben de hele Amerikaanse bevolking besmet met radioactief jood, dat schildklierkanker kan veroorzaken. Dit blijkt uit een onderzoek door het Amerikaanse Nationale Kankerinstituut (NCI). kindertijd aan het radioactief jodium te Onder andere door het drinken van besmette melk kreeg iedereen in de Verenigde Staten in die periode een hoeveelheid jood-131 binnen.



→ Bereken in hoeveel tijd de activiteit van het jood-131 100 keer zo klein werd. De eenheid ’rad’ voor de dosis geabsorbeerde straling is een oude eenheid die officieel niet meer gebruikt mag worden. In het informatieboek Binas kun je vinden hoe je de rad omrekent naar de officiële eenheid. Ga ervan uit dat een schildklier met een massa van 25 g de in het artikel genoemde stralingsdosis heeft ontvangen. Verwaarloos de absorptie van gammastraling.



























