Icon up Overzicht

Highland Games (HAVO pilot examen, 2014-1, opg 4)

Onderwerp: Arbeid en energie, Rechtlijnige beweging

Examenopgave HAVO pilot, natuurkunde, 2014 tijdvak 1, opgave 4: Highland Games

In deze opgave mogen alle vormen van wrijving worden verwaarloosd.

Op de foto's is te zien hoe een deelnemer aan de Schotse Highland Games met gestrekte arm een blok met een massa van 25 kg over een lat gooit. Het blok beweegt na het loslaten (vrijwel) verticaal omhoog en omlaag.

figuur 1.

Met behulp van videometen is de hoogte h van het blok gemeten ten opzichte van de grond, als functie van de tijd t. Het resultaat is weergegeven in figuur 2.

figuur 2.

Op t = 0,35 s laat de deelnemer het blok los. Op dat moment is de kinetische energie van het blok maximaal.

Let op: deze opgave komt uit een pilot examen. Inmiddels kan de examenstof gewijzigd zijn. Controleer altijd zelf of alle onderdelen uit de opgave nog tot de huidige examenstof behoren.

Opgaven

a) Leg uit hoe je dit aan de (h,t)-grafiek kunt zien.

b) Toon met behulp van de wet van behoud van energie aan dat de maximale kinetische energie gelijk is aan 0,81 kJ. Bepaal hiervoor eerst de maximale waarde van de zwaarte-energie Ez.

Voor de mechanische energie geldt: Emech = Ekin + Ez.

c) Bepaal het (gemiddelde) mechanische vermogen dat de deelnemer levert tussen t = 0,15 s en t = 0,35 s.

In figuur 3 staat een tabel waarin drie tijdstippen zijn gegeven waarop de snelheid van het blok nul is.

figuur 3.

d) Geef in een print van de tabel voor elk gegeven tijdstip aan, welke kracht (of krachten) er op het blok werkt (of werken). Als je denkt dat er geen kracht op het blok werkt, schrijf dan op: geen kracht.

Vanaf t = 1,1 s valt het blok vanuit het hoogste punt recht omlaag. In figuur 4 zijn van de volledige beweging van het blok vier mogelijke (h,t)-grafieken (a, b, c, d) geschetst.

figuur 4

e) In welke grafiek wordt de volledige beweging van het blok juist weergegeven?

figuur 5

f) Teken in een print van figuur 5 de (v,t)-grafiek van het blok vanaf t = 1,1 s tot het tijdstip waarop het blok de grond raakt. Licht je antwoord toe met behulp van een berekening.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.