Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Opgave 1 Vinger op de knop V93-i-1

Dovnload 231.88 Kb.

Opgave 1 Vinger op de knop V93-i-1



Pagina3/4
Datum05.12.2018
Grootte231.88 Kb.

Dovnload 231.88 Kb.
1   2   3   4

Opgave 3 Ballon V93-I-3

's Zomers wordt op Sicilië enkele malen een reusachtige ballon opgelaten voor metingen in de stratosfeer. Aan de ballon hangt een gondel met verschillende meetinstrumenten. Door de oostenwind, die dan op deze grote hoogte waait, komt de ballon na ruim een etmaal boven Spanje aan. Daar laat men de gondel aan een parachute naar beneden komen.


Voor een zekere ballonvaart wordt in een lege ballon op de grond een bepaalde hoeveelheid helium gebracht. De ballon ziet er dan uit als een gigantische, niet goed gevulde plastic zak.

Het heliumgas komt uit cilinders, die elk een volume van 0,075 m3 hebben.

De begindruk in deze cilinders is 2,1107 Pa en de temperatuur is 25 °C.

Nadat de ballon is losgelaten, stijgt hij op tot een hoogte van 38 km.

Op deze hoogte is de ballon vanwege de lage luchtdruk volledig opgezwollen tot een bol met een volume van 8,0105 m3.

De druk in de ballon is dan 500 Pa en de temperatuur ‑43 °C.

3p 10  Bereken hoeveel heliumcilinders men nodig heeft voor het vullen van de ballon.
Verwaarloos het helium dat in de cilinders achterblijft.
Op deze hoogte is de zwaartekracht op de ballon iets kleiner dan aan het aardoppervlak.

Verwaarloos effecten ten gevolge van rotatie en afplatting van de aarde.

3p 11  Bereken de valversnelling op 38 km hoogte.
Op deze hoogte is de zwaartekracht op de gondel, de instrumenten en het helium samen 2,8104 N. De ballon is gemaakt van polyetheenfolie, dat vanwege de enorme oppervlakte, ondanks de geringe dikte, een grote massa heeft. Het polyetheenfolie heeft op deze hoogte de vorm van een bolschil, waarvan het volume V berekend kan worden met de formule:
V = D2d
Hierin is:

De diameter van de ballon is 115 m.

De dichtheid van polyetheen bij ‑43 °C is 0,96103 kgm‑3.

Op de ballon werkt een omhooggerichte kracht die door de omringende lucht wordt uitgeoefend. Deze opwaartse kracht bedraagt op 38 km hoogte 5,9104 N, juist voldoende om de ballon met gondel en instrumenten op deze hoogte te laten zweven.

4p 12  Bereken de dikte van het polyetheenfolie op deze hoogte.
Bij helder weer is de ballon tot op grote afstand met het blote oog te zien. Een waarnemer kijkt vanaf 50 km afstand naar de ballon. Het scheidend vermogen van een oog is zodanig, dat twee punten onder een gezichtshoek van 0,01° nog juist afzonderlijk kunnen worden waargenomen.

3p 13  Bereken of de waarnemer de linker- en rechterkant van de ballon gescheiden kan waarnemen.


De waarnemer neemt een foto van de ballon. Zijn camera heeft een telelens met een brandpuntsafstand van 250 mm.

3p 14  Bereken de diameter van de afbeelding van de ballon op het negatief.


De waarnemer heeft een bril met glazen waarvan de sterkte ‑5,0 dioptrie is. Zonder bril is zijn nabijheidsafstand 11 cm. Met bril kan hij op het negatief minder details waarnemen dan zonder bril.

4p 15  Bereken zijn nabijheidsafstand met bril. Verwaarloos hierbij de afstand tussen brilleglas en ooglens.



Vervolgens bekijkt hij het negatief zonder bril met een loep. In figuur 7 is één brandpunt van de loep met de letter F aangegeven. Een gedeelte van de loop van twee lichtstralen vanuit één punt van het negatief naar het oog is al op ware grootte getekend.


Deze figuur staat ook op de bijlage.



4p 16  Bepaal door middel van een constructie in de figuur op de bijlage de afstand tussen het negatief en de loep.
Bijlage:





1   2   3   4


Dovnload 231.88 Kb.