Oefentoets relativiteit
Natuurkunde
Aanbevolen voor jou
Gerelateerde Studylists
Natuurkunde TW1Preview tekst
VWO Katern D toets A
Opgave 1 Carlos moet een reparatie uitvoeren op de komeet 67P. Carlos gaat met een snelheid van 60% van de lichtsnelheid naar zijn werk. Op het moment dat Carlos vertrok, stonden zijn horloge en dat van zijn vrouw op 8:00. Volgens zijn horloge kwam Carlos 33 minuten later aan op de komeet. Hij stuurt direct een bericht naar zijn vrouw dat hij veilig is aangekomen. 1 3p Toon aan dat volgens zijn vrouw 67P zich op een afstand van 4,47·10 11 m van de aarde bevindt. 2 3p Bereken hoe laat zijn vrouw het bericht krijgt.
Opgave 2 In figuur 1 zie je een ruimtetijd-diagram van Ellen en de gebeurtenissen A en B. De wereldlijn van Ellen valt dus samen met de ct-as. 3 2p Leg uit of gebeurtenis B kan worden veroorzaakt door gebeurtenis A. Gebeurtenis C vindt voor Ellen tegelijkertijd plaats met gebeurtenis A en op dezelfde plaats als gebeurtenis B. 4 2p Construeer in figuur 1 gebeurtenis C.
Figuur 1 Figuur 2
In figuur 2 zie je in het ruimtetijd-diagram van Ellen de gebeurtenissen A, B en D met daarin de wereldlijn van Solange. 5 3p Bereken de snelheid waarmee Solange beweegt ten opzichte van het referentiestelsel van Ellen. 6 2p Leg uit of gebeurtenis D in het referentiestelsel van Solange eerder dan, later dan of tegelijkertijd plaats vindt met gebeurtenis B.
Opgave 3 Het isotoop Einsteinium-254 is radioactief. Het vervalt tot Fermium-254 door een elektron uit te
zenden volgens de vergelijking
254 254 0 99 Es 100 Fm + 1 e.
Bij deze reactie komt 1,09 MeV aan energie vrij. De massa van de kern van Fermium-254 is 254,032545 u. 7 3p Bereken de massa van de kern van Einsteinium-254. Van de energie die vrijkomt, wordt slechts 2,13·10−4 % omgezet in de kinetische energie van de Fermium-kern. De rest van de energie wordt omgezet in de kinetische energie van het elektron. 8 2p Leg uit dat je relativistische mechanica moet gebruiken om de snelheid van het elektron te berekenen. 9 4p Bereken de snelheid van het elektron.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 2
VWO Katern D toets A
Opgave 4 In Harvard is in de jaren ’60 van de vorige eeuw de tijdrek door het zwaartekrachtveld van de aarde aangetoond. In het experiment werd een foton vanaf de begane grond naar een detector gestuurd die op een hoogte van 22,5 m was geplaatst. Bij de meting bleek dat de frequentie van het foton was veranderd. 10 3p Leg uit of de frequentie van het foton groter of kleiner was geworden. De verandering van de frequentie is een zeer klein effect. Dat komt onder andere doordat de schwarzschildstraal van de aarde klein is ten opzichte van de hoogte waarop de detector is geplaatst. 11 2p Toon dit aan. De nauwkeurigheid waarmee een detector meet druk je uit in de relatieve verandering van de frequentie van de fotonen. Hiervoor geldt:
2
f g h f c
∆f is de grootte van de verandering van de frequentie van het foton in Hz. f is de frequentie van het foton bij het uitzenden in Hz. g is de zwaartekrachtversnelling op aarde in m/s 2. h is de afstand tussen de zender en de detector in m. c is de lichtsnelheid in m/s.
Ewout denkt dat, als de nauwkeurigheid waarmee de detector meet gelijk is aan 1 op 10 9 , de verandering te meten is. 12 3p Laat door middel van een berekening zien of Ewout gelijk heeft.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 2
Oefentoets relativiteit
Vak: Natuurkunde999+ DocumentenStudenten deelden 1384 documenten in dit vak
Dit is een preview
Toegang tot alle documenten
Onbeperkt downloaden
Hogere cijfers halen
