Natuurkunde oefenen op het vwo

Wat leer je bij natuurkunde op het vwo?

• Meetonzekerheid en significante cijfers

  Vaardigheden
  • Absolute en relatieve meetfout onderscheiden — Ik kan het verschil tussen absolute en relatieve (procentuele) meetfout uitleggen en berekenen.
  • Foutvoortplanting bij optellen van metingen toepassen — Ik kan de totale onzekerheid berekenen als je twee gemeten waarden bij elkaar optelt.
  • Meetonzekerheid correct rapporteren in een conclusie — Ik kan uitleggen waarom een natuurkundig resultaat altijd met de juiste onzekerheid gerapporteerd moet worden.

• Impuls en behoud van impuls

  Beweging en kracht
  • Impuls — Ik kan de impuls berekenen met p = m × v.
  • Behoud van impuls — Ik kan uitleggen waarom de totale impuls bij een botsing behouden blijft.
  • Rekenen aan botsingen — Ik kan de snelheid na een botsing berekenen met behoud van impuls.

• Cirkelbeweging en middelpuntzoekende kracht

  Beweging en kracht
  • Cirkelbeweging als versnelde beweging herkennen — Ik kan uitleggen dat een voorwerp in een cirkelbaan versnelt, ook al blijft de snelheid constant, omdat de richting verandert.
  • De middelpuntzoekende kracht berekenen — Ik kan de middelpuntzoekende kracht berekenen met F = m × v² / r.
  • Toepassingen van middelpuntzoekende kracht herkennen — Ik kan benoemen welke kracht in een concrete situatie als middelpuntzoekende kracht optreedt.

• Gravitatiewet en baansnelheid

  Beweging en kracht
  • De algemene gravitatiewet van Newton beschrijven — Ik kan de gravitatiewet F = G × m1 × m2 / r² benoemen en de betekenis van elke term uitleggen.
  • De evenredigheid met massa in de gravitatiewet toepassen — Ik kan berekenen hoe de zwaartekracht verandert als een van de massa's verandert.
  • Een geostationaire baan verklaren — Ik kan uitleggen wat een geostationaire baan is en waarom die precies 24 uur duurt.

• Arbeid, energie en behoud van energie

  Beweging en kracht
  • Behoud van energie toepassen bij een valbeweging — Ik kan de snelheid van een vallend voorwerp berekenen met behoud van energie: zwaarte-energie verandert volledig in bewegingsenergie.
  • De arbeid-energiestelling toepassen — Ik kan uitleggen dat de netto verrichte arbeid op een voorwerp gelijk is aan de verandering van zijn bewegingsenergie.
  • Energieverlies door wrijving in een systeem beschrijven — Ik kan uitleggen dat mechanische energie (E_p + E_k) niet behouden blijft als er wrijving optreedt, doordat een deel wordt omgezet in warmte.

• Interferentie en staande golven

  Trillingen, geluid en licht
  • Constructieve en destructieve interferentie onderscheiden — Ik kan uitleggen wat er gebeurt als twee golven elkaar versterken (constructief) of uitdoven (destructief).
  • Golflengtes van een staande golf op een snaar berekenen — Ik kan de golflengte van de boventonen op een snaar berekenen met λ = 2L / n.
  • Resonantie als versterkte trilling bij de eigenfrequentie uitleggen — Ik kan uitleggen dat een systeem het sterkst gaat trillen als het met zijn eigen (resonantie)frequentie wordt aangestoten.

• Harmonische trilling

  Trillingen, geluid en licht
  • Een harmonische trilling herkennen — Ik kan uitleggen dat een harmonische trilling een regelmatige, heen-en-weer gaande beweging is met een vaste amplitude en periode.
  • Trillingstijd en frequentie met elkaar in verband brengen — Ik kan de trillingstijd berekenen als ik de frequentie ken, met T = 1 / f.
  • Energieomzetting tijdens een harmonische trilling beschrijven — Ik kan uitleggen dat bij een trillende veer de energie steeds heen en weer gaat tussen kinetische en potentiële (veer)energie.

• Elektromagnetisme

  Elektriciteit
  • Magneetveld — Ik kan het magneetveld rond een magneet en een stroomvoerende draad beschrijven.
  • Elektromagnetische inductie — Ik kan uitleggen hoe een veranderend magneetveld een spanning opwekt.
  • Lorentzkracht — Ik kan de lorentzkracht berekenen met F = B × I × l.

• Wisselspanning en transformator

  Elektriciteit
  • Wisselspanning onderscheiden van gelijkspanning — Ik kan uitleggen dat wisselspanning van richting (polariteit) verandert, in tegenstelling tot gelijkspanning.
  • De spanning bij een transformator berekenen — Ik kan de secundaire spanning berekenen met U1 / U2 = N1 / N2.
  • Het nut van transformatoren bij energietransport uitleggen — Ik kan uitleggen waarom elektriciteit over lange afstand bij hoge spanning wordt getransporteerd.

• Kernenergie: splijting en fusie

  Straling en kernfysica
  • Kernsplijting als energiebron beschrijven — Ik kan uitleggen dat bij kernsplijting een zware atoomkern uiteenvalt in kleinere kernen, waarbij energie vrijkomt.
  • Kernfusie als energiebron beschrijven — Ik kan uitleggen dat bij kernfusie twee lichte kernen samensmelten tot een zwaardere kern, waarbij energie vrijkomt.
  • Het verband tussen massa en energie bij kernreacties uitleggen — Ik kan uitleggen dat bij kernreacties een klein beetje massa wordt omgezet in een grote hoeveelheid energie.

• Licht als deeltje: fotonen

  Quantumwereld en relativiteit
  • De energie van een foton berekenen — Ik kan de energie van een foton berekenen met E = h·f en uitleggen waarom kleur iets zegt over die energie.
  • Het foto-elektrisch effect verklaren — Ik kan uitleggen waarom bij het foto-elektrisch effect de frequentie bepaalt of er elektronen vrijkomen en de intensiteit alleen hoeveel.
  • Spectraallijnen verklaren met energieniveaus — Ik kan uitleggen waarom een gas alleen bepaalde kleuren uitzendt en hoe je daaruit de energiesprong berekent.

• Deeltjes als golf

  Quantumwereld en relativiteit
  • De golflengte van een deeltje berekenen — Ik kan de golflengte van een deeltje berekenen met λ = h/p en uitleggen waarom je die bij een voetbal niet merkt.
  • De dubbelspleetproef met deeltjes uitleggen — Ik kan uitleggen waarom de dubbelspleetproef laat zien dat een deeltje zowel golf- als deeltjesgedrag vertoont.
  • De onzekerheidsrelatie van Heisenberg uitleggen — Ik kan uitleggen dat plaats en impuls van een deeltje niet tegelijk onbeperkt nauwkeurig vastliggen.

• Speciale relativiteit

  Quantumwereld en relativiteit
  • De twee postulaten van Einstein uitleggen — Ik kan uitleggen wat de twee postulaten van de speciale relativiteitstheorie zeggen en waarom de lichtsnelheid daarin bijzonder is.
  • Tijdrek en lengtekrimp berekenen — Ik kan met de lorentzfactor tijdrek en lengtekrimp berekenen en uitleggen waarom je die bij gewone snelheden niet merkt.
  • Muonen als bewijs voor tijdrek uitleggen — Ik kan uitleggen waarom het aantal muonen dat de grond bereikt een bevestiging is van tijdrek.

• Natuurkunde van het lichaam

  Leven en aarde
  • Het oog als lenzenstelsel uitleggen — Ik kan uitleggen hoe het oog scherpstelt en waarom een bril bij bijziendheid een negatieve sterkte heeft.
  • Geluidsniveau en gehoor uitleggen — Ik kan uitleggen waarom geluidsniveau in decibel wordt uitgedrukt en wat een verdubbeling van de intensiteit met dat getal doet.
  • Dosis en effect van straling op het lichaam uitleggen — Ik kan uitleggen waarom de effectieve dosis in sievert iets anders meet dan de geabsorbeerde dosis in gray.

• Modellen, behoudswetten en geldigheid

  Natuurwetten en modellen
  • Het geldigheidsgebied van een model bepalen — Ik kan uitleggen waarom een natuurkundig model een geldigheidsgebied heeft en hoe je merkt dat je daarbuiten komt.
  • Behoudswetten herkennen en kiezen — Ik kan uitleggen waarom behoudswetten zo krachtig zijn en kiezen welke ik bij een probleem gebruik.
  • Een numeriek model in stapjes doorrekenen — Ik kan uitleggen hoe een numeriek model een beweging in tijdstappen berekent en waarom een kleinere stap nauwkeuriger is.

• Onderzoek opzetten en ontwerpen

  Onderzoek en ontwerp
  • Een onderzoeksvraag en meetplan opstellen — Ik kan uitleggen waarom je in een onderzoek één variabele tegelijk verandert en de rest constant houdt.
  • Een conclusie onderbouwen met meetonzekerheid — Ik kan uitleggen waarom een verschil pas betekenis heeft als het groter is dan de meetonzekerheid.
  • Een ontwerp toetsen aan een programma van eisen — Ik kan uitleggen waarom een ontwerp begint met meetbare eisen en hoe de ontwerpcyclus verloopt.

Zes opgaven uit natuurkunde op het vwo

Dit zijn opgaven uit de leerlijn zelf; in de app staan er nog 330. Probeer hem eerst, klap dan het antwoord open.

1. Een lengte wordt gemeten als 25,0 cm ± 0,5 cm. Bereken de relatieve fout in procent.

   Antwoord

   2 — Relatieve fout = (0,5 / 25,0) × 100% = 2%.

2. Bereken de impuls van een auto van 1200 kg die 20 m/s rijdt, in kg·m/s.

   Antwoord

   24000 — p = m × v = 1200 × 20 = 24.000 kg·m/s.

3. Een auto rijdt met constante snelheid een ronde bocht. Is er sprake van versnelling?

   • Ja, want de richting van de snelheid verandert steeds
   • Nee, want de snelheid (het getal) blijft gelijk
   • Alleen als de auto sneller gaat rijden
   • Versnelling bestaat alleen bij rechte bewegingen
   Antwoord

   Ja, want de richting van de snelheid verandert steeds — Versnelling is elke verandering van de snelheidsvector, dus ook een verandering van richting telt mee, ook al blijft de snelheid in km/h gelijk.

4. Wat staat er in de teller van de gravitatiewet F = G × m1 × m2 / r²?

   • Het product van de twee massa's
   • Alleen de afstand
   • Alleen de gravitatieconstante
   • De som van de massa's
   Antwoord

   Het product van de twee massa's — De teller bevat G × m1 × m2: de kracht is evenredig met het product van de twee massa's.

5. Een steen valt van 5 m hoogte (g = 10 N/kg, geen luchtweerstand). Bereken de snelheid in m/s bij het bereiken van de grond.

   Antwoord

   10 — v = √(2 × g × h) = √(2 × 10 × 5) = √100 = 10 m/s.

6. Twee identieke geluidsgolven komen precies in fase (top op top) samen. Wat gebeurt er?

   • Constructieve interferentie: het geluid wordt luider
   • Destructieve interferentie: het geluid wordt zachter
   • Er verandert niets
   • De golven annuleren elkaar volledig
   Antwoord

   Constructieve interferentie: het geluid wordt luider — Als toppen samenvallen met toppen (in fase), versterken de golven elkaar: constructieve interferentie geeft een groter geluid.

Hoe oefen je dit in Schoolschrift?

1. Volg de lessen per leerdoel

   Elk hoofdstuk bestaat uit zes lessen: één per leerdoel, twee gemengde lessen en een hoofdstuktoets. Voor elk nieuw leerdoel legt de coach eerst uit wat je gaat leren en doet één opgave helemaal voor.

2. Haal de hoofdstuktoets

   Het volgende hoofdstuk gaat open zodra de hoofdstuktoets met minstens 80% gehaald is; wie de stof al kent, kan met één toets vooruitspringen.

3. Blijf herhalen

   Herhaling loopt per leerdoel en blijft binnen dit vak en binnen stof die al langs is gekomen.

Begin met natuurkunde

Natuurkunde in andere leerjaren