H1 Herhaling (2u) 4TBI - Physics Past Paper PDF

Summary

This document appears to be a physics past paper, possibly part of a secondary school curriculum . It includes chapters on fundamental concepts of physics such as values, units, and problem-solving in 1.1 and 1.2, with definitions of terms like magnitude, measurement, and units. It also contains descriptions of methods of measurement to determine values and precision of instruments in chapter 2.1 and 2.2.

Full Transcript

Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe Hoofdstuk 1: Herhaling In het derde jaar hebben we al enkele thema’s en vaardigheden gezien die we in het vierde jaar ook gaan nodig hebben. In dit hoofdstuk worden de belangr...

Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe Hoofdstuk 1: Herhaling In het derde jaar hebben we al enkele thema’s en vaardigheden gezien die we in het vierde jaar ook gaan nodig hebben. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste vaardigheden en kennis nogmaals herhaald aan de hand van enkele concrete voorbeelden. Het wordt dus ook aangeraden om dit hoofdstuk mee te brengen doorheen het hele jaar zodat je dit kan raadplegen wanneer nodig. 1 Grootheden en eenheden 1.1 Notatie Wat je meet of berekent noemen we een grootheid. In wat de gemeten grootheid wordt uitgedrukt noemen we een eenheid. De getalwaarde geeft aan hoeveel maal die eenheid in de te meten grootheid gaat. Bijvoorbeeld: “De oppervlakte van een voetbalveld is 5000 m²”. 𝐴 = 5000 x 1 m² ↓ ↓ (symbool) grootheid = getalwaarde x (symbool) eenheid Korter: 𝐴 = 5000 𝑚² Opmerking: ELK meetresultaat wordt op deze manier genoteerd met een grootheid, getalwaarde (of maatgetal) en een eenheid! Geen eenheid, geen meetresultaat. 1.2 Overzicht basis- en afgeleide grootheden met hun eenheid Er zijn in totaal 7 basisgrootheden die men doorheen de geschiedenis gebruikt heeft om andere grootheden af te leiden. Een basisgrootheid werd dus rechtstreeks gemeten terwijl afgeleide grootheden telkens van de basisgrootheden werden afgeleid door berekeningen. Horteco 4 Tbi (2u) 5 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe Later zijn er voor sommige afgeleide grootheden ook meettoestellen ontwikkeld. Basisgrootheid Symbool grootheid SI-eenheid Symbool SI-eenheid massa m kilogram kg lengte 𝑙 meter m Tijd t seconde s Temperatuur T Kelvin K Stroomsterkte I ampère A Stofhoeveelheid n mol mol Lichtsterkte S Candela Cd Uit de bovenstaande tabel werden enkel de eerste 3 grootheden gebruikt en moesten dus ook gekend zijn. Dit is nog steeds het geval ! Overzicht grootheden die in het derde jaar behandeld zijn, deze kunnen opnieuw aan bod komen doorheen het vierde jaar. Afgeleide grootheid Symbool grootheid SI-eenheid Symbool SI-eenheid Oppervlakte A of S Vierkante meter m² Volume V Kubieke meter m³ Zwaartekracht Fz Newton N Gewicht Fg of G Newton N Normaalkracht FN Newton N 𝑁 Zwaarteveldsterkte g Newton per kilogram 𝑘𝑔 𝑚 Snelheid 𝑣 Meter per seconde 𝑠 Afgelegde weg ∆𝑥 meter m Tijdsduur ∆𝑡 seconde s Meter per seconde 𝑚 versnelling a kwadraat 𝑠2 Horteco 4 Tbi (2u) 6 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 2 Beduidende cijfers en afrondingsregels 2.1 Bespreking meettoestellen In een onderzoek wordt vaak gebruik gemaakt van metingen met behulp van meettoestellen. Elk meettoestel heeft een bepaald meetbereik en een meetnauwkeurigheid. Elk meettoestel heeft een meetbereik die de minimum- EN de maximiumwaarde voorstelt als een interval. Voorbeeld: zie afbeelding balans De balans die minimum 0 gram meet en maximum 20g wordt genoteerd als: Meetbereik: [0; 20] g of [0 kg, 1 kg] Of van 0g tot 20 g Dit wil zeggen dat dit toestel metingen van 0g tot 20g kan weergeven. Voorbeeld: zie afbeelding balans Elk meettoestel heeft een meetnauwkeurigheid. Deze is de kleinst mogelijke meetwaarde van het meettoestel weer. Elke meting die de balans meet is nauwkeurig tot op 0,01g. De meting die je hier afleest is dus 6,04 g. Meetnauwkeurigheid: tot op 0,01 g Er wordt verwacht dat bij het bespreken van meettoestellen jij dit op deze manier noteert. Horteco 4 Tbi (2u) 7 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 2.2 Beduidende cijfers (BC) Onder kenmerkende of beduidende cijfers, afgekort BC, verstaat men de cijfers die in een tel- of meetresultaat betekenis hebben. Uit hoe meer cijfers een meetresultaat bestaat, hoe nauwkeuriger het is. De cijfers in een meetresultaat die werkelijk afgelezen zijn, noemen we beduidende cijfers (afgekort: BC). Bijvoorbeeld: 15,00 kg heeft 4 beduidende cijfers of (4BC). 0,000012 g heeft 2 beduidende cijfers of (2BC). 4,50 mg heeft 3 beduidende cijfers of (3BC). 0,001200 kg heeft 4 Beduidende cijfers of (4BC). Opmerking: een waarde zonder eenheid heeft geen beduidende cijfers. Elk gemeten cijfer is een beduidend cijfer. Vuistregel: Begint een meetresultaat met één of meer nullen, dan zijn deze nullen geen BC. Eindigt een meetresultaat op één of meer nullen, dan zijn deze nullen wel BC. Het aantal beduidende cijfers hebben we nodig om de afrondingsregels toe te passen. 2.3 Afrondingsregels Gouden afrondingsregel: Tot en met 4 naar onder (b.v. 11,3492 m² wordt 11,3 m² indien 3 BC) Vanaf 5 naar boven (b.v. 11,3586 m² wordt 11,4 m² indien 3BC) Na het afronden, cijfers die erna komen verwijderen. Hoe je deze gouden afrondingsregel gebruikt is afhankelijk van de soort bewerking. Horteco 4 Tbi (2u) 8 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 2.3.1 Optellen en aftrekken In een optelling of aftrekking is het resultaat even nauwkeurig als de term met het MINST NAUWKEURIGE meetresultaat. Voorbeeld: Jantje legt een afstand van 4,5 km af en een afstand van 5,45 km af. Bepaal de totale afstand van Jantje. 0,1𝑘𝑚 𝑁𝐾 Oplossing: 4,5𝑘𝑚 + 5,45𝑘𝑚 = 9,95𝑘𝑚 → 10,0𝑘𝑚 Antwoord: Jantje legt een totale afstand af van 10,0 km. 2.3.2 Vermenigvuldigen of delen De massa van een volwassen Duitse herder bedraagt 32 kg, de zwaarteveldsterkte op aarde bedraagt 9,81 N/kg. Bereken de zwaartekracht. Oplossing: 𝐹𝑧 = 𝑚. 𝑔 𝑁 2𝐵𝐶 𝐹𝑧 = 32 𝑘𝑔.9,81 𝑘𝑔 = 313,92 𝑁 → 31. 10 𝑁 Antwoord: De zwaartekracht van de Duitse herder bedraagt 31. 10 𝑁. Hier wordt een macht van 10 gebruikt om de waarde van het meetresultaat te behouden maar het aantal beduidende cijfers aan te passen. 2.4 Eenheden omzetten met machten van 10 Niet alle meettoestellen meten in SI-eenheden. Om deze uit te drukken wordt er gebruik gemaakt van voorvoegsels (zoals milli, centi, deci, deca, kilo, …) Horteco 4 Tbi (2u) 9 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe Van die basiseenheden gebruiken we veelvouden met behulp van voorvoegsels om hele grote of hele kleine hoeveelheden uit te drukken. Onderstaande tabel is een hulpmiddel om de eenheden om te zetten met machten van 10. Naam Voorvoegsel Notatie macht van 10 GROOT Eenheid ZONDER voorvoegsel BASIS eenheid 1 100. positieve. negatieve exponent exponent Klein Opmerking: De basiseenheid van vervangen worden door meter, gram, … Een basiseenheid komt vaak overeen met de SI-eenheid van de grootheid. De enige uitzondering hiervoor is de SI-eenheid van massa deze is namelijk kilogram. ENKELE Voorbeeldoefeningen op het werken met de tabel: 12 mg = …………………………… kg Van voorvoegsel milli tot kilo: - In de tabel lees je af: “milli 10-3” en “kilo 10³”. De exponent verandert van -3 naar 3. Het verschil van de exponenten is 6. - Milli is een KLEINE eenheid naar een GROTE eenheid kilo. Dus de exponent is negatief. Resultaat: 12 mg = 12. 10-6 kg Horteco 4 Tbi (2u) 10 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 321 kN = …………………………… N Van voorvoegsel kilo tot de basiseenheid (Newton): - In de tabel lees je af: “kilo 103” en “kilo 100”. De exponent verandert van + 3 naar 0. Het verschil van de exponenten is 3. - Kilo is een GROTE eenheid naar een KLEINE eenheid de basiseenheid. Dus de exponent is POSITIEF. Resultaat: 321 kN = 321. 10³ N Bij oppervlakte- en volumematen gebruiken we de tabel ook maar op een andere manier! - Oppervlaktematen Vierkante decimeter: 1 dm² = (0,1 m) ² = 0,01 m² = 10-2 m2 Vierkante centimeter: 1 cm² = (0,01 m)² = 0,000 1 m³ = 10-4 m2 Vierkante millimeter: 1 mm² = (0,001 m)² = 0,000 001 m³ = 10-6 m² Voorbeeldoefening: omzetten naar m² A = 20 km² = 20. (10³)² m² = 20. 10 3. 2 m² = 20. 106 m² A = 12 mm² = 12. (10-3)² m² = 12. 10-3. 2 m² = 12. 10-6 m² A = 15 cm² = 15. (10-2)2 m² = 15. 10-2. 2 m² = 15. 10-4 m² - Volumematen Kubieke decimeter: 1 dm³ = (0,1 m)³ = 0,001 m³ = 10-3 m3 Kubieke centimeter: 1 cm³ = (0,01 m)³ = 0,000 001 m³ = 10-6 m3 Kubieke millimeter: 1 mm³ = (0,001 m)³ = 0,000 000 001 m³ = 10-9 m³ Voorbeeldoefening: V = 5 km³ = 5. (103)³ m³ = 5. 10 3. 3 m³ = 5. 10 9 m³ V = 7 mm³ = 7. (10-3)³ m³ = 7. 10-3. 3 m³ = 7. 10 -9 m³ V = 12 cm³ = 12. (10-2)³ m³ = 12. 10-2. 3 m³ = 12. 10-6 m³ (= 0,000 012 m³ ) Horteco 4 Tbi (2u) 11 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 3 Vectoriële grootheden 3.1 Notatie van vectoriële grootheden Vorig schooljaar hebben de grootheid kracht en snelheid kunnen berekenen maar ook tekenen. Dit zijn vectoriële grootheiden. Een vectoriële grootheid kan je weergeven door middel van een pijl. Deze heeft 4 kenmerken: - Een aangrijpingspunt: waar de grootheid aangrijpt op het voorwerp. - de richting: bvb. horizontaal, verticaal, noord/zuid, schuin enz. evenwijdige rechten hebben dezelfde richting; - de zin: bepaalt de oriëntatie van de richting, elke richting heeft twee tegengestelde zinnen: bvb. naar links of naar rechts, naar boven of naar onder, naar het noorden of naar het zuiden, schuin links naar boven of schuin rechts naar onder enz.; - de grootte: een maat voor de uitwerking van de grootheid en wordt uitgedrukt door de eenheid van die grootheid. Enkele voorbeelden van krachtvectoren in concrete situaties. Deze kan je herkennen aan het symbool dat hoort bij de vector. Alle krachtvectoren kan je herkennen door het symbool F, het pijltje erboven toont aan dat dit een vector is dus het symbool is dus 𝐹⃗. De index (de letters onderaan) geven aan welke soort kracht er weergegeven is. Dezelfde notatie wordt gebruikt bij andere vectoriële grootheden zoals snelheidsvectoren. Horteco 4 Tbi (2u) 12 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 3.2 Resultante van vectoriële grootheden bepalen Resultante of resulterende vector is één resulterende vector is de vector die alle andere vectoren op het voorwerp vervangt maar met hetzelfde effect op het voorwerp. Deze wordt ⃗⃗⃗⃗⃗ aangeduid met als index R of r, het symbool wordt dan 𝐹 𝑅. Het aangrijpingspunt, de richting, de zin en de grootte van de resultante is steeds afhankelijk van elke situatie onderling. Bijvoorbeeld: resulterende krachtvector ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐹 ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ 𝑅 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + ⋯ Methode om de resultante te bepalen: FR tekenen dezelfde verschillende richting richting parallellogram- tegengestelde dezelfde zin zin methode FR = F1 + F2 FR = |F1 - F2| OPMERKING: Dit is niet enkel van toepassing voor krachtvectoren maar voor alle vectoriële grootheden (bvb: snelheidsvectoren, versnellingsvectoren, …) Horteco 4 Tbi (2u) 13 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 4 Methode vraagstukken oplossen Voorbeeld Het gewicht van een Belgisch trekpaard of de Brabander STAP 1: Gegeven aanduiden in de vraag in het blauw, het gevraagde in het groen. bedraagt 12 kN. Bepaal zijn massa. STAP 2: Noteer de gegevens in symbolen. Gegeven: Fg = Fz = 12 kN = 12. 10³ N 𝑁 STAP 3: Zet het gegeven om naar SI- g = 9,81 𝑘𝑔 eenheden. Gevraagd: m=? STAP 4: Noteer het gevraagde in symbolen. Oplossing: 𝐹𝑍 STAP 5: Geef de hoofdformule. Vorm Formule: 𝐹𝑍 = 𝑚 ⋅ 𝑔 ⇒ 𝑚 = 𝑔 deze om indien nodig. 12. 10³𝑁 𝑚= STAP 6: Vul de gegevens in. Controleer 𝑁 9,81 𝑘𝑔 de eenheden. 𝑚 = 1223,24 𝑘𝑔 STAP 7: Reken de bewerking uit met de ZRM. 2𝐵𝐶 𝑚 = 1223,24 𝑘𝑔 → 1,2. 103 𝑘𝑔 STAP 8: Rond het resultaat af (volgens de afrondingsregels). STAP 9: Geef een antwoord op de vraag Antwoord: De massa van het Belgisch trekpaard bedraagt in wetenschappelijke notatie. 1,2. 103 𝑘𝑔. Horteco 4 Tbi (2u) 14 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 5 Soorten verbanden In de 2de graad fysica worden er 2 soorten verbanden onderzocht namelijk recht en omgekeerd evenredig. (zie wiskunde 1ste graad) Om een verband te onderzoeken tussen 2 grootheden worden steeds meetgegevens verzameld. Deze worden in een overzichtelijke tabel weergegeven. Aan de hand van deze waarnemingen én berekeningen én een grafiek kan je besluiten welk verband er aanwezig is tussen 2 grootheden. 5.1 Recht evenredig verband Een recht evenredig verband herken je aan: 1. Als de ene grootheid stijgt, de andere grootheid ook stijgt, 2. De verhouding van de 2 grootheden is een constante 3. De soort grafiek stelt een rechte door de oorsprong voor. Het symbool voor “recht evenredig met” is “ ~ “ Voorbeeld: massa en volume van water Tabel: m (g) V (cm³) 𝑚 𝑔 ( ) 𝑉 𝑐𝑚³ 50 50 1,0 100 100 1,0 150 150 1,0 Grafiek: m(V)-grafiek 200 150 m(g) 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 V(cm³) We noteren als besluit in symbolen: 𝑚~𝑉 Dit wil zeggen dat: de massa recht evenredig is met het volume Horteco 4 Tbi (2u) 15 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 5.2 Omgekeerd evenredig verband Een omgekeerd evenredig verband herken je aan: 1. Als de ene grootheid stijgt, de andere grootheid daalt, 2. De vermenigvuldiging van de 2 grootheden is een constante 3. De soort grafiek stelt een hyperbool voor. Voorbeeld: druk en volume bij een afgesloten gas Tabel: V ( l) p (bar) p.V (bar. l) 1,0 4 4 2,0 2 4 4,0 1 4 Grafiek: Hyperbool-tak Er is een recht evenredig verband is tussen de druk en het omgekeerde van het volume van een gas. Dus het verband tussen de druk en het volume bij een constante temperatuur is omgekeerd evenredig. Of de druk is recht evenredig met het omgekeerde van het volume. 1 In symbolen: 𝑝~ 𝑉 Horteco 4 Tbi (2u) 16 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 5.3 Kwadratisch verband Het kwadratisch verband komt in het vierde jaar ook aan bod in de cursus fysica, deze soort grafiek wordt ook behandeld in de lessen wiskunde. Een kwadratisch verband herken je aan: 1. Als de ene grootheid stijgt, stijgt het kwadraat van de andere grootheid 2. De verhouding van de 2 grootheden waarvan één van de grootheden gekwadrateerd wordt, is een constante 3. De soort grafiek stelt een parabool voor. Het symbool voor “recht evenredig met” is “ ~ “ Voorbeeld: kinetische energie en snelheid Tabel: Ekin (J) v (m/s) v² (m²/s²) 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝐽 ( 2) 𝑣² 𝑚 𝑠2 50 2 4 12,5 112,5 3 9 12,5 200 4 16 12,5 Grafiek: 250 Ekin (v) Ekin (v²) parabooltak 250 200 200 150 Ekin (J) 150 Ekin (J) 100 100 50 50 0 0 0 5 10 15 20 0 1 2 3 4 5 v² (m²/s²) v(m/s) We noteren als besluit in symbolen: 𝐸𝑘𝑖𝑛 ~ 𝑣² Dit wil zeggen dat: De kinetische energie is recht evenredig met het kwadraat van de snelheid. Horteco 4 Tbi (2u) 17 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe HOOFSTUK 1: Herhaling TE KENNEN: − Het verschil tussen een grootheid en een eenheid verwoorden. − De belangrijkste voorvoegsels (symbool, macht van 10, naam) noteren in tabel. − Symbolen en naam van grootheden en bijhorende SI-eenheid noteren. (vul aan in het formularium) TE KUNNEN: − Meetresultaten omzetten naar SI-eenheid met behulp van tabel. − Beduidende cijfers noteren van een meetresultaat. − Meetbereik en meetnauwkeurigheid afleiden van meettoestellen. − Correct noteren van een meetresultaat in symbolen (grootheid = getalwaarde x eenheid). − Correct afronden van een meetresultaat en hierbij de bewerkingsregels toepassen (voor optelling, aftrekking, deling en vermenigvuldiging). − Notatie vectoriële grootheden toepassen. − Vectoriële grootheden beschrijven en tekenen aan de hand van een beschrijving. − Resultante van een vectoriële grootheid bepalen. − Methode voor het oplossen van vraagstukken toepassen. − Verbanden tussen grootheden herkennen. Enkele tips tijdens het studeren van hoofdstuk 1: 1. Symbolen van grootheden en eenheden zijn enorm belangrijk. Doorheen het hoofdstuk staan verschillende tabellen met de te kennen symbolen en de bijhorende naam. Vervolledig het formularium die als bijlage werd gegeven! 2. Het verschil tussen een grootheid en een eenheid kan je herkennen door de plaats van het symbool. Na een getal komt steeds een eenheid! Controleer telkens jezelf. Geen eenheid, geen meetresultaat = een foutief antwoord! Horteco 4 Tbi (2u) 18 Cursus fysica Hoofdstuk 1: Herhaling R. De Langhe 3. Gebruik tijdens het omzetten van eenheden de bijlage. Indien de bijlage in het begin niet lukt, teken zelf de tabel die je gebruikt uit het lager (kwam tijdens de lessen aan bod). Het is de bedoeling dat je op termijn leert werken met de machten van 10, zoals op het examen. Maar vergeet niet dat je steeds zelf de eenheden tabel mag tekenen en daarna omzetten met machten van 10. 4. Maak de omzettingen van eenheden met behulp van de bijlage (of tabel uit lagere school, zie smartschool ( “hulpmiddel uit de wiskunde (1)”) 5. Maak gebruik van de bewerkingsstappen die in de cursus worden uitgelegd. Om fouten te vermijden is het noodzakelijk om netjes te schrijven. 6. Als wiskundig rekenen met machten moeizaam verloopt, herhaal de wiskundige regeltjes die ter beschikking staan op smartschool (zie “hulpmiddel uit de wiskunde (2)”). 7. Let op notatie!! Bijvoorbeeld F is niet gelijk aan 𝐹⃗. (het ene stelt de grootte voor en het andere stelt de krachtvector voor met 4 kenmerken). Horteco 4 Tbi (2u) 19

Use Quizgecko on...
Browser
Browser