Oefenen Natuurkunde 1

Het reservoir van een tankschip is gevuld met olie met een dichtheid van 800 kg/m³.

De vlakke bodem van het reservoir ligt op 24 meter onder het wateroppervlak. De hoogte van de lading olie in het schip bedraagt 30 meter.

Er is een gat in de bodem dat afgedekt is met een zeer soepel rubbervlies. Het vlies ondervindt aan de ene zijde de oliedruk en aan de andere zijde de waterdruk. De massadichtheid van het omringende water mag men gelijkstellen aan 1000 kg/m³. De vorm van dit vlies is dan best weer te geven door:

Een gasbel stijgt van de zeebodem op naar het wateroppervlak, waarbij het volume van de bel driemaal groter wordt. De temperatuur van de gasbel blijft gedurende het ganse opstijgen constant. Het gas in de bel mag als een ideaal gas beschouwd worden. De diepte van de zeebodem is dan bij benadering gelijk aan:

Een ideaal gas gaat op isotherme wijze over van een toestand A naar een toestand B. Dit proces wordt beschreven door de lijn AB op het onderstaande diagram.

In deze grafiek is de grootheid x (uitgezet op de horizontale as) recht evenredig met:

Bij een afgesloten hoeveelheid ideaal gas verandert het product pV van de druk en het volume als functie van het volume V bij een constant gehouden temperatuur volgens:

Twee flessen bevatten een hoeveelheid water en zijn met elkaar verbonden via een glazen buis. Fles 1 bezit bovendien nog een open verticale buis waarlangs lucht kan binnenstromen. Fles 2 bezit een horizontale buis waarlangs water kan wegstromen. Iedere fles is bovenaan luchtdicht afgesloten met een stop waardoor de buisjes zijn aangebracht. De toestand op een bepaald ogenblik kan voorgesteld worden door onderstaande figuur. In de verticale buizen is er geen water. De massadichtheid van water is 1000 kg/m³

De druk van de afgesloten lucht boven het water in fles 2 is dan gelijk aan:

Men laat een appel vallen vanop een 100 meter hoge toren. Tegelijkertijd met het loslaten van de appel vertrekt op een hoogte van 20 meter van de grond een pijl verticaal gericht op de appel. De positie van appel en pijl zijn hieronder weergegeven in een (x,t)-grafiek. De luchtweerstand mag verwaarloosd worden.

De grafieken zijn hier niet exact getekend. Het snijpunt van beide grafieken ligt op t=2.

De pijl treft de appel dan op tijdstip:

Een bol met een massa van 2 kg hangt in rust aan een touw tegen een verticale muur (zie fig.).

De wrijving tussen de muur en de bol is verwaarloosbaar. Als men de bol als een massapunt mag beschouwen, dan kan men de krachten die op de bol inwerken best voorstellen door figuur:

Een voorwerp met een massa m komt in A voorbij met een horizontale snelheid v. Het schuift de helling op tot in punt B waar het tot stilstand komt om daarna terug omlaag te schuiven. Het punt B ligt op een hoogte h boven A.

Een tweede voorwerp met massa m/2 komt in A voorbij met een horizontale snelheid v/2. De maximale hoogte die het tweede voorwerp bereikte vooraleer terug naar beneden te schuiven is dan:

Een fietser neemt een bocht, waarbij de snelheid in grootte constant blijft. De fiets maakt een hoek met het horizontale wegdek. De figuur geeft het vooraanzicht weer. Het zwaartepunt van fiets en fietser samen is weergegeven door het punt z. De contactpunten van de banden met het wegdek worden in het vooraanzicht weergegeven door het punt k.

De resulterende kracht die het wegdek in het contactpunt k op de fietsband uitoefent, is dan best voor te stellen in het vooraanzicht door figuur:

Van vier draden A, B, C en D zijn volgende gegevens bekend:

De draad (draden) met de grootste elektrische weerstand is (zijn) dan:

De onderstaande grafiek stelt de elastische vervorming voor van een veer onder invloed van een kracht F. Hierbij stelt x de uitrekking van de veer voor.

De verhouding van de arbeid geleverd bij de uitrekking van P tot Q en de geleverde arbeid bij de uitrekking van 0 tot P is dan:

Men meet het potentiaalverschil over en de stroom door een weerstand. De meetpunten zijn aangegeven op de onderstaande grafiek.

Welke van de volgende uitspraken zijn dan correct?

Twee zeer lange draden zijn evenwijdig opgesteld. De stroom door de linkse draad is in grootte gelijk aan 30 A en de zin ervan wordt aangegeven door de pijl.

We willen dat de magnetische inductie in het punt K gelijk aan nul zou worden. Daartoe moet men door de draad AB een stroom sturen die gelijk is aan:

In bijgaande figuur is een eendimensionale lopende golf voorgesteld voor t = 0. Het punt op 1 m van de oorsprong (x = 1 m) krijgt na 0,01 s voor het eerst een maximale uitwijking en deze is negatief.

Welke uitspraak is juist?

Een bepaalde hoeveelheid van een als ideaal te beschouwen gas ondergaat de toestandsveranderingen van A naar B naar C. In C is het volume 3,0 liter.

In de toestand A is het volume dan gelijk aan:

Men verwarmt een hoeveelheid ijs, met als gevolg dat de temperatuur ervan gaat stijgen. Na enige tijd verschijnen de eerste waterdruppels. Nadat al het ijs gesmolten is, merkt men dat de temperatuur oploopt. De grafiek geeft het verband tussen temperatuur en toegevoegde warmtehoeveelheid weer.

U krijgt volgende gegevens:

De specifieke warmtecapaciteit van ijs: 2,059 kJ.kg ^-1.K^-1

De specifieke smeltwarmte van ijs 332,7 kJ.kg ^-1

De specifieke warmtecapaciteit van water 4,185 kJ.kg ^-1.K ^-1

De hoeveelheid ijs (uitgedrukt in gram) waarmee men het experiment uitvoerde is:

Een sprinter die 100 meter moet lopen, accelereert na vertrek gedurende 1,250 s met een gemiddelde versnelling van exact 8,0 m/s². Daarna houdt hij de snelheid constant tot aan de eindstreep.

De sprinter legt de 100 m af in:

Een aantal vectoren hebben hetzelfde aangrijpingspunt A.

Als je vector 1 met  $\vec{V}$ samenstelt, heeft de resultante de richting AB.

Welk van de volgende vectoren, samengesteld met $\vec{V}$, hebben dan eveneens een resultante met als richting AB?