Icon up Overzicht

Waxinelamp (HAVO N1, 2007-I, opg 4)

Onderwerp: Kracht in evenwichtssituaties, Thermische processen

Examenopgave natuurkunde 1 HAVO, 2007 tijdvak 1: opgave 4

In figuur 1 is een foto te zien van een waxinelamp die op een speciale manier is vormgegeven. Het bakje met het kaarsje (links), waaronder een gewichtje hangt, is met twee dunne staafjes verbonden met een metalen cilinder (rechts). Aan de cilinder zitten twee gebogen staafjes die op de tafel rusten. Hierdoor kan het geheel schommelen. In figuur 2 is de waxinelamp schematisch weergegeven.

figuur 1

figuur 2

De zwaartekracht FzA (op het bakje met kaarsje en het gewichtje eronder) is 0,55 N. De zwaartekracht FzB op de cilinder is 1,72 N. De zwaartekracht op de staafjes is te verwaarlozen. Punt C is het steunpunt (draaipunt).

Opgaven

a) Bereken de massa van de cilinder.

Figuur 2 staat ook op de uitwerkbijlage.

b) Controleer in de figuur op de uitwerkbijlage met behulp van de momentenwet dat de waxinelamp in evenwicht is.

In het steunpunt (draaipunt) C werkt een kracht loodrecht omhoog.

c) Bereken deze kracht.

Als het kaarsje brandt, wordt zijn massa kleiner. Hierdoor beweegt het kaarsje langzaam omhoog. Als het helemaal is opgebrand, bereikt het waxinelampje een nieuwe evenwichtsstand. Zie figuur 3.

figuur 3

Behalve de zwaartekracht op het linkergedeelte is ook de positie van het steunpunt veranderd.

Op de uitwerkbijlage staan enkele uitspraken.

d) Maak de uitspraken op de uitwerkbijlage compleet door op de stippellijnen de juiste woorden in te vullen.

Als het kaarsje brandt, vormt zich door de hitte van de vlam een plasje vloeibaar kaarsvet (zie figuur 4).

figuur 4

Er bestaan drie vormen van warmtetransport.

e) Noem de drie vormen van warmtetransport en geef aan welke van deze drie het meeste bijdraagt aan het ontstaan van het vloeibare kaarsvet.

Het kaarsje heeft een massa van 13 g en een brandtijd van 3,5 uur. Bij het verbranden van 1,0 g kaarsvet komt 40 kJ vrij. Hiervan wordt 0,50% omgezet in licht.

f) Bereken de hoeveelheid energie die per seconde wordt omgezet in licht.

Uitwerkbijlagen

Open de uitwerkbijlage bij de vraag van jouw keuze.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.