graad 12 wetenskap vraestel 1 fisika 12 wetenskap vraestel 1 fisika vraag 2 1 meganika/newton se...

GRAAD 12 WETENSKAP VRAESTEL 1 FISIKA

Vraag 2 .................................................................................................................................................. 1

Meganika/Newton se somme

Vraag 3 ............................................................................................................................................. 6

Meganika/Projektielbeweging

Vraag 4 ............................................................................................................................................. 8

Meganika/Momentum

Vraag 5 ........................................................................................................................................... 10

Meganika/Arbeid

Meganika/Energie

Vraag 6 ........................................................................................................................................... 14

Golwe/Doppler Effek

Vraag 7 ............................................................................................................................................ 15

Elektrisiteit/Elektrostatika

Vraag 8 ........................................................................................................................................... 18

Elektrisiteit/Stroombane

Vraag 9 ........................................................................................................................................... 21

Elektrisiteit/Elektrodinamika

Vraag 10 ........................................................................................................................................ 22

Materie&Materiale/Foto-elektriese effek

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 2/Meganika/Newton se somme/Deel van 42% 1

Vraestel 1 MEMOS

Vraag 2

Meganika/Newton se somme Deel van 42%

VERHOUDING SOMME -bladsy 2

Voorbeeld Daar is 'n gravitasiekrag van F tussen

voorwerpe A en B op afstand R uitmekaar.

Wat sal die gravitasiekrag wees indien die

massa van A verdubbel en die afstand drie

keer groter gemaak word?

Antwoord

2

2 2

2 2

2

3

2

3

2

9

A B Ai f

A B

i

km m k m mF F

R R

km m

R

F

NETTO GRAVITASIE KRAG—bladsy 2

Voorbeeld

5

5

Drie sfere lê op ‘n reguit lyn. Die massas van die

sfere is 363 , 517 en 154 .

Bepaal die grootte en rigting van die netto

gravita

5.

siekrag op

Sf 7 10 regs

3.5 10

eer A

Sfeer eB r gs

A B Cm kg m kg m kg

a

b

N

N

59 10 linkS eer sf C Nc

Antwoord

2

11

2

11 5

2

11

2

11 6

tussen A & B

?

363

517 6.67 10 363 517

0.5 0.5

6.67 10 5 10

tussen A & C

?

363

154 6.67 10 363 154

0.75 0.75

6.67 10 6.6 10

neem regs as

AB A B

AB

ABA

B

AB

AB A C

AC

ACA

C

AC

F

F Gm mF

rm

m

r

G N

F

F Gm mF

rm

m

r

G N

5 6

5

:

5 1

pos

0 6.6 10

5.7 1

i

0 reg

t ef

s

i

net AB ACA F F Fa

N


2

11

2

11 5

2

11

2

11 5

tussen A & B

?

363

517 6.67 10 363 517

0.5 0.5

6.67 10 5 10

tussen B & C

?

517

154 6.67 10 517 154

0.25 0.25

6.67 10 8.5 10

neem regs as

AB A B

AB

ABA

B

AB

AB B C

BC

BCB

C

BC

F

F Gm mF

rm

m

r

G N

F

F Gm mF

rm

m

r

G N

5 5

5

:

8.5

posit

10 5 10

3.5 10 reg

ie

s

f

net BC ABB F F Fb

N

2

11

2

11 6

2

11

2

11 5

tussen A & C

?

363

154 6.67 10 363 154

0.75 0.75

6.67 10 6.6 10

tussen B & C

?

517

154 6.67 10 517 154

0.25 0.25

6.67 10

neem r

8.5 10

eg

AB A C

AC

ACA

C

AC

AB B C

BC

BCB

C

BC

F

F Gm mF

rm

m

r

G N

F

F Gm mF

rm

m

r

G N

6 5

5

5

:

6.6 10 8.

s as positie

5 10

9 10

9 10 link

f

s

net AC BCC F F Fc

N

N


KRAGTE DIAGRAMME –bladsy 4

normaalkrag

F Gravitasiekrag

vd aarde (gewig)

wrywingskrag

F oegepaste krag

N

g

T

F

f

T

sin cos

cossin

cossin

y x

TT

x Ty T

t a

s s

F F

FF

F FF F

normaalkrag

F Gravitasiekrag

vd aarde (gewig)

wrywingskrag

F Vertikale komponent

van toegepaste krag

F Horisontale komonent

van toegepaste krag

N

g

y

x

F

f

||

||

sin cos

sin cos

sin cos

g g

g g

g g g g

t a

s s

F F

F F

F F F F

||

normaalkrag

wrywingskrag

Spanning in toue

F Vertikale komponent van gewig

F Horisontale komonent van gewig

N

g

g

F

f

T


NEWTON SE SOMME –bladsy 5

Voorbeeld

o

'n Blok met massa 1 kg word verbind aan 'n ander blok

met massa 4 kg deur 'n ligte onrekbare toutjie. Die

sisteem word teen 'n ruwe vlak, wat 'n hoek van 30 met

die horisontaal maak, deur middel van 'n konstante krag

van 40 N parallel aan die vlak opgetrek, soos in die

diagram hierbo aangetoon.

Die grootte van die kinetiese wrywingskrag tussen die

oppervlak en die 4 kg-blok is 10 N. Die kinetiese

wry

wingskoeffisient tussen die 1 kg-blok en die

oppervlak is 0,29.

Teken 'n benoemde vrye kragtediagram wat AL

die kragte wat op die 1 kg-blok inwerk soos dit

teen die vlak op beweeg, aandui.

Bereken die

a

grootte van die:

Kinetiese wrywingskrag tussen die 1 kg-blok en

die oppervlak

Spanning in die toutjie wat die twee blokke

verbind

b

c

||

||

o o

Vir die 1kg blok

sin cos

sin cos

sin cos

1 9.8 sin 30 1 9.8 cos30

g g

g g

g g g g

t a

s s

F F

F F

F F F F

||

||

o o

Vir die 4kg blok

sin cos

sin cos

sin cos

4 9.8 sin 30 4 9.8 cos30

g g

g g

g g g g

t a

s s

F F

F F

F F F F

Antwoord

o

||

o

0.29 8.48neem op as positief

2.46 skuins op

0

1 9.8 cos 30

8.48

vir 1kg blok

-

neem 'op' as positief

F

40 2.45 1 9.8 sin 30 1

32.6 1

vir 4kg blok

-

N

res

N g

N g

res

T g

a

y as f Fb

F ma N

F F

F F

N

c

x as

ma

F f T F ma

T a

T a

x as

||

o

2

neem 'op' as positief

F

10 4 9.8 sin 30 4

29.6 4

stel T=T Stel a in 29.6 4

32.6 1 29.6 4 29.6 4 0.6

3.03 5 32.03

0.6 .

res

g

ma

T f F ma

T a

T a

T a

a a

a N

a m s


KRAGTE PARE –bladsy 5

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 3/Meganika/Projektielbeweging/Deel van 42% 6

Vraag 3

Meganika/Projektielbeweging Deel van 42%

PROJEKTIELBEWEGINGS –bladsy 6

Voorbeeld

1

'n Bal, A, word vertikaal opwaarts vanaf 'n hoogte,

h, met 'n spoed van 15 m. gegooi.

OP DIESELFDE OOMBLIK word 'n tweede,

identiese bal, B, vanaf dieselfde hoogte as bal A

laat val soos in die diagr

s

am hieronder aangetoon.

Beide balle ondergaan vryval en tref uiteindelik die

grond

Bereken die tyd wat dit bal A neem om na

sy beginpunt terug te keer.

Bereken die afstand tussen bal A en bal B

wanneer

a

b

bal A op sy maksimum hoogte is.

Vir Bal A

Vir Bal B

Antwoord

Neem OP as positief

Vir die opwaarste beweging

15

9.8 0 15 9.8

? 9.8 15

0 1.53

Tyd om weer tot begin posisie terug te keer

=1.53 2=3.06s

Tyd vir bal A om tot maksimum hoogte te

gaan

i f i

f

a

v v v g t

g t

t t

v t s

b

2

2

2

2

= 1.53s

Vir bal A

15 1

29.8

11.5306.. 15 1.53 9.8 1.532?

11.18 op

Vir bal B

0 1

29.8

11.5306.. 0 1.53 9.8 1.532?

11.48

11.48 af

Afstand tussen A & B

= 11.18 11.48

ii

ii

vy v t g t

g

t

ym

vy v t g t

g

t

y

m

22.96m

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 3/Meganika/Projektielbeweging/Deel van 42% 7

VERWANTSKAP TUSSEN DIE GRAFIEKE –bladsy 7

Voorbeeld

-1.

'n Seun staan op die rand van 'n hoë krans. Hy gooi 'n klip

vertikaal opwaarts met 'n beginsnelheid van 10 m·s Die

klip tref die grond by 'n punt onder die krans na 3,5 s. Die

snelheid-tydgrafiek h

ierbo is verkry van metings wat tydens

die beweging van die klip gemaak is. Gebruik die inligting op

die grafiek om die volgende vrae te beantwoord:

Bereken die versnelling van die klip tussen tye

t

a

-1

= 2 s en t = 3 s.

Op watter tyd tye beweeg die klip teen 'n spoed van

5 m·s ?

Na hoeveel sekondes bereik die klip sy hoogste punt?

Bepaal die hoogte van die krans waarvandaan die klip

gegooi is.

Ge

b

c

d

e

bruik die bopunt van die krans as die aanvanklike

posisie van die klip en skets die posisie-tyd grafiek

verplasing-tyd grafiek vir die beweging van die klip

vanaf sy hoogste punt totdat dit die grond bereik.

Dui slegs relevante tydwaardes op die x-as aan.

Antwoord

1

2

1 1

2; 10 & 3; 20

10 2010 10 .

0.5 en 1.5s

(spoed van 5m.s snelheid van +5m.s of -5

af

m.s )

waarts2 3

s

a

va m s

t

b

Hoogste punt = positiewe oppervlakte driehoek 0-1s

Bereik hoogste punt na 1sekonde

Opwaartse beweging = positiewe oppervlakte

driehoek 0-1s

1 1Hoogte 1 10 5

2 2

Afwaartse beweging = negatiewe oppe

c

d

b h m

rvlakte

driehoek 1-3.5s

1 1Hoogte 3.5 1 25 31.25

2 2

Hoogte van krans 31.25 5 26.25

b h m

m

e

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 4/Meganika/Momentum/Deel van 42% 8

Vraag 4

Meganika/Momentum Deel van 42%

MOMENTUM, VERANDERING IN MOMENTUM & KRAG –bladsy 9

Voorbeeld

-1

Twee speelgoedkarretjies word op 'n reguit spoor

geplaas. Karretjie A het 'n massa van 0.8kg en

word met 'n snelheid van 1.5m.s na links, in die

rigting van karretjie B gestoot. Karretjie B me

t 'n

m

-1

assa van 1.2kg staan stil op die spoor. Die

karretjies bots en daar word gevind dat karretjie A

tot stilstand kom. Karretjie B beweeg na die botsing

teen 1.0m.s na links

a Bereken die aanv

) anklike momentum van

karretjie A

b Bereken die momentum van karretjie B na

die botsing

c Wat is die momemtum van karretjie A na

die botsing?

d Bereken die momemtum verandering wat

karretjie

)

)

)

A ondergaan

e Bereken die gemiddelde krag wat karretjie

B op A uitgeoefen het, indien die botsing

0.04 sekondes geduur het

f Wat sou die gemiddelde krag wees indien

'n klein kussinkie, voor d

)

)

ie b

otsing, tussen

karretjie A en B geplaas word?

Groter, Kleiner of dieselfde . Bespreek volledig

Antwoord

1

1

( )

1

1

1.2 0 0 . .

0 1.2

1.2

1.5

1.2

0.04

30

30 regs

Kleiner

Krag

Neem links as positief

0.8 1.5 1.2 . . li

is omgekeerd

nks

0.8 0 0 . .

. . reg

ew

s

B

A f i

A

r

A

e Bo A

A

s p

a p mv kg m s

p mv kg m

b p mv kg m s

c s

kg m s

p p pd

peF

t

N

f

eredig aan tyd

mits verandering in momentum konstant bly

Die kussinkie verleng die tyd wat die karretjies

bots (tyd neem toe) daarom neem die krag af

Voorbeeld

-1 -1

‘n Vragmotor met massa 8000kg verminder sy

spoed van 12m.s tot 5m.s in 8 sekondes.

Die krag wat dit vereis is:

5 000N 12 000N

7 000N 24 000N

A C

B D

Antwoord

1

560008000 5 12

856000 . . 7000

7000 links

res

f i

p m v pF

tm v v

kg m s

N

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 4/Meganika/Momentum/Deel van 42% 9

FORMULE VS GRAFIEKE –bladsy 10

Voorbeeld Watter een van die volgende momentum-tyd grafieke

stel die beweging van ‘n voorwerp voor wat uit rus uit,

onder die invloed van ‘n konstante netto krag, in ‘n

reguitlyn beweeg, die beste voor?

Antwoord

Dus 'n reguitlyn

konstante resulterende krag beteken dus 'n konstante

helling D

res

r s

e

e

r s

pF

t

m

tp

y x

F

F

m

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 5/Meganika/Arbeid/Deel van 42% 10

Vraag 5

Meganika/Arbeid Deel van 42%

ARBEID MET RESULTERENDE KRAG –bladsy 12

Voorbeeld

o

‘n Man trek ‘n boks met massa 25kg vanuit rus

oor ‘n horisontale vloer. Hy pas ‘n konstante krag

van 40N, teen ‘n hoek van 40 met die horisontaal,

toe. Die boks ervaar ‘n konstante wrywingskrag

van 10N

terwyl dit beweeg.

Teken ‘n benoemde vryliggaam diagram om

AL die kragte aan te toon

Gee ‘n rede waarom elk van die vertikale kragte

GEEN arbeid op die boks verrig nie

Bereken die netto arbeid wat op d

a

b

c

ie boks verrig

word wanneer dit van A na B 5m uit mekaar

beweeg.

Gebruik die arbeid-energiestelling om die spoed

van die boks te bereken wanneer dit punt B

bereik

Die man pas nou ‘n krag met dieselfde

d

e grootte,

maar teen ‘n kleiner hoek met die horistontaal,

toe.

Hoe vergelyk die arbeid wat die man nou

verrig met die antwoord in #c.

Skryf groter as, kleiner as of gelyk aan neer

en gee ‘n rede vir jo

u antwoord

geen berekeninge nodig

oo

sin cos

cossin

cossin

40 cos 4040 sin 40

y x

Tt

x Ty T

t a

s s

F F

FF

F FF F

normaalkrag

F Gravitasiekrag vd aarde (gewig)

wrywingskrag

F Vertikale komponent van toegepaste krag

F Horisontale komonent van toegepaste krag

N

g

y

x

F

f

Antwoord

normaalkrag


wrywingskrag

F Toegepaste krag

Arbeid is die produk van die krag en die verplasing

IN DIE RIGTING van die krag. Daar is geen

vertikale verplasing, daa

N

g

T

Fa

f

b

o

o

o

rom word gee arbeid verrig

OF

cos

90 tussen die krag en die verplasing,

cos90 0, daarom

bepaal F bepaal W

neem regs as pos

is die arbeid nul

40 cos 40 10

20.64 r

i

e

tief

F

gs

res net

net

res

net r

x

esW F x

N

c

W

F f

o

cos

20.64 5 cos 0

103.2

resF x

J

o

o

o

o

bepaal W

cos

10 5 cos180

50 153.250

103.2

bepaal W

cos

5 cos 0

153.250 153.2

1bepaal W

cos

5 cos 40

153.

40 cos 40

40

2

x

x

T

x

T

f

f f

net f F

F

Fx x

net f F

F

F T

W F x

W W W

J

J

OFW F x

W W WJ

O

W F x

F

J

03.2J


2 2

22

2

2

1

=

1 1

2 2

1 1103.2 25 25 0

2 2

1103.2 25 0

2

8.256

2.9 .

As die hoek kleiner word,

sal cos toeneem

daarom sal die netto arbeid ook toeneem

T

T

net K

f i

f

f

f

f

net f F

F T

d W E

mv mv

v

v

v

v m s

e W W W

W F x

ARBEID SONDER RESULTERENDE KRAG –bladsy 12

Voorbeeld

o

Megan gly teen 'n 10m glyplank af, wat 'n hoek

van 30 met die horisontaal maak.

As sy 60kg weeg en daar 'n wrywingskrag van 26N is...

Teken 'n vryliggaam diagram

Bereken die arbeid verrig agv die wry

a

b

wingskrag

Bereken die arbeid verrig agv die gravitasiekrag

Bereken die totale arbeid wat op Megan verrig

word

Bereken haar snelheid aan die onderkant van die

glyplank

c

d

e

OF

||

normaalkrag normaalkrag

F Gravitasiekrag wrywingskrag

F Vertikale komponent vd aarde (gewig)

wrywingskrag van gewig

F Horisontale komonent

. van gewig

N N

g

g

g

a

F F

f

f

Antwoord

o

cos

26 10 cos180

260

f fW Fb x

J

||

||

||

o

o

o

||

o

cos

10 cos 60

29

sin60 9.8

588 sin

sin

588sin 30588

588sin 30

40cos

10 cos 0

2940

g

g

F g

F g

g

g

g

g g

c

F mg OF t

s

FN

F

W F x

JW x

J

F

F

F

o

2 2

22

2

2

1

||

o260 2940

2680

cos

268 10 cos 0

2680

=

1 1

2 2

1 12680 60 60 0

2 2

1268

588sin 3

0 60 02

0 26

26

89.3

9.5 .

8

gnet f F

net res

net K

f i

f

re

f

f

s g

f

W W W

J

W F x

J

W E

mv mv

v

of F F fd

N

v

v

v m s

e


ARBEID MET NIE-KONSERVATIEWE KRAGTE –bladsy 13

Voorbeeld

'n 5kg blok word uit rus vanaf 'n hoogte van 5m

losgelaat en gly langs 'n wrywinglose skuinsvlak

na punt P af soos die in die diagram getoon.

Dit beweeg dan langs 'n wrywinglose horisontale

gedeelte PQ en beweeg uiteindelik teen 'n tweede

ruwe skuinsvlak op. Dit kom tot stilstand by punt R

wat 3m bokant die horisontaal is.Die wrywingskrag

tussen oppervlakte QR en die blok is 18N.

Die spoed by Q is 9.8

1994m.s

Bereken die hoek van die skuinsvlak QRa

Antwoord

2 2

2 2

o

1 1

2 2

1 15 0 5 9.8994

2 2

245

5 9.8 3 5 9.8 018 245 147

1475.44

cos

18 cos180

18

18

nc k p

k f i

p f i

nc k p

f

nc f

W E E

E mv mv

J

E mgh mgh

W E E

xN

x m

W f x

x

x

W W

x

in die driehoek

sin =

3sin

5.44

33.5o

t

s

Vraestel 1 MEMOS//Meganika/Energie/Deel van 42% 13

Meganika/Energie Deel van 42%

ENERGIE SONDER WRYWING –bladsy 13

Voorbeeld

'n 5kg blok word uit rus vanaf 'n hoogte van 5m

losgelaat en gly langs 'n wrywinglose skuinsvlak

na punt P af soos die in die diagram getoon.

Dit beweeg dan langs 'n wrywinglose horisontale

gedeelte PQ

en beweeg uiteindelik teen 'n tweede

ruwe skuinsvlak op. Dit kom tot stilstand by punt R

wat 3m bokant die horisontaal is.Die wrywingskrag

tussen oppervlakte QR en die blok is 18N

Gebruik slegs energiea

beginsels en bereken die

spoed van die blok by punt P

Verduidelik waarom die kinetiese energie by

punt P dieselfde is as die punt Q

b

Antwoord

2 2

2 2

2

2

1

(voor) (na)

1 1

2 2

1 15 0 5 9.8 5 5 5 9.5 0

2 2

245 2.5

98

9.9 .

PQ is 'n geslote sistem (geen wrywing) daarom

bly die meganiese energie behoue. Daar is nie

'n verskil

meg meg

k p k p

E Ea

E E E E

mv mgh mv mgh

v

v

v

v m s

b

in die potensiele energie nie (geen

verskil in hoogte) daarom bly die kinetiese

energie ook konstant.

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 6/Golwe/Doppler Effek/11% 14

Vraag 6

Golwe/Doppler Effek 11%

GEWONE DOPPLER EFFEK –bladsy 15

Voorbeeld

1

Dolfyne gebruik ultraklank golwe om hul

omgewing te verken. Wanneer 'n dolfyn

100m vanaf 'n rots is, stuur dit ultraklank

golwe met 'n frekwensie van 250kHz

uit terwyl dit teen 20m.s na die rots to

1

e

swem. Aanvaar dat die spoed van klank in

water 1500m.s is.

Bereken die frekwensie van die

klankgolwe wat deur 'n detektor op die

rots waargeneem word

Wanneer die dolfyn 50m van die rots af is,

wor

a

b

d nog 'n ultraklank golf met frekwensie

250kHz uitgestraal.

Hoe sal die frekwensie van die waargenome

klankgolwe met die antwoor in vergelyk?

Skryf slegs HOER, LAER of DIESELFDE

neer. Verduidelik jo

a

u antwoord

Antwoord

3

1500

0

1500 020250 10

1500 20250253378?253

Die waargenome frekwensie is onafhanklik

van die afstand tussen die bron en die

waarnemer

L

L S

SL

S

S

L

v v vaf f

v vv

v

f kHzHzf

kHz

DIESELFDEb

VERANDERENDE FREKWENSIE –bladsy 15

Voorbeeld

Die skets hierbo toon 'n stilstaande ambulans.

Die sirene van die ambulans stel 'n klankgolf met

frekwensie 700Hz vry. Die bestuurder van 'n

motor wat die ambulans nader en verbygaan teen

'n konstante

1

snelheid, neem waar dat die

frekwensie van die vrygestelde klankgolf met 80Hz

verander

Neem die spoed van klank in lug as 340m.s

en bereken die spoed waarteen die motor die

ambulans verbygaan

a

Antwoord

NA

340

?

3400700

340 0700

?

WEG

340

?

3400700

340 0700

?

340 34080 700 700

340 340

27200 340 700 340 700

27200 700 340 340

38.86 34

L

L S

SL

S

S

L

L

L S

SL

S

S

L

L L L

v v vf f

v vv

vv

f

f

v v vf f

v vv

vv

f

f

f f NA f WEG

v v

v v

v v

1

0 340

38.86 2

19.43 .

v v

v

v m s

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 7/Elektrisiteit/Elektrostatika/Deel van 36% 15

Vraag 7

Elektrisiteit/Elektrostatika Deel van 36%

NETTO KRAG SOMME met net drie kragte in ewewig –bladsy 17

Voorbeeld

8

'n Leerder hang 'n grafietbedekte polistireer sfeer T

vanaf die plafon deur middel van 'n baie ligte,

onelastiese draad. Die sfeer dra 'n lading van

+4.8 10 en het 'n massa van 2g. Die leerder

brin

C

g nou 'n ge soleerde staander, waarop 'n identies

gelaaide sfeer S gemonteer is, naby aan sfeer T.

Sfeer T kom in 'n ewewigsposisie tot stilstand, sodat

die middelpunte van die sfere 5cm vanaf

ï

mekaar

is,

soos aangedui in die diagram.

Verduidelik kortliks waarom dit nodig is om

die polistireer sfere met grafiet te bedek

Bereken die grootte en rigting van die

elektrostatiese krag wat sfeer S op sfe

a

b

o

er T uitoefen

Teken 'n vryliggaamdiagram om AL die kragte wat

op sfeer T inwerk aan te toon. Skryf die groottes

van TWEE van die kragte neer.

Bepaal die trekkrag in die tou as dit 'n hoek van

67 met d

c

d

ie plafon maak

Antwoord

Elektrostatiese krag


Spanning in toue

E

g

F

T

1 2

2

9 8 8

2

3

2 2 2

22 3

4

o

9 10 4,8 1

Grafiet het

0 4,8 10

0,05

'n goeie geleier, daar

8,29 10

afstotend

sien links

0.0196 8.29 10

4.5 10

0.02

om help

dit om die lading eweredig

67 me

te versprei

g E

a

kQ QbF

r

N

c

d T F F

T N

t plafon


NETTO KRAG SOMME met meer as drie kragte –bladsy 17

Voorbeeld

8

'n Leerder hang 'n grafietbedekte polistireer sfeer T

vanaf die plafon deur middel van 'n baie ligte,

onelastiese draad. Die sfeer dra 'n lading van

+4.8 10 en het 'n massa van 2g. Die leerder

brin

C

g nou 'n geisoleerde staander, waarop 'n identies

gelaaide sfeer S gemonteer is, naby aan sfeer T.

Sfeer T kom in 'n ewewigsposisie tot stilstand sodat

die middelpunte van die sfere 5cm vanaf mekaar

o

is,

soos aangedui in die diagram.

Bepaal die trekkrag in die tou as dit 'n hoek van

67 met die plafon maak

d

oo

sin cos

cossin

cossin

cos30sin 30

y x

xy

t a

s s

T T

TT

T TT T

TT

Antwoord

Elektrostatiese krag


T Vertikale komponent van spanning in tou

T Horisontale komonent van spanning in tou

E

g

y

x

F

o

o

o

o

o 3

3 o

3

o

o

neem op as positief

0 cos30 0.0196

0.0196 cos30

0.0196

cos30

0.02 67 met plafon

neem links as positief

0 sin 30 8.29 10

8.29 10 sin 30

8.29 10

sin 30

0.02 67 met

res y g

res x E

y as

F T F

T

T

T

N

x as

F T F

T

T

T

N

plafon


NETTO VELD –bladsy 18

Voorbeeld

1 2

1

2

Twee ladings Q en Q is 'n afstand van 3m

uitmekaar. Die lading op Q is -14 C en die

lading op Q is +20 C

Teken die elektriese veldpatroon as gevolg

van hierdie twee ladings

Bereken die netto elekt

a

b

2

riese veld by punt P

wat 2m van Q gelee is

Antwoord

1 2

9 6

2

1

2

2 2

9 6

2

1

1 2

1

1

1

9 10 14 10

1

126000 . links

9 10 20 10

2

45000 .

Neem links as positief

126000 45000

171000 .

171000 . links

PQ

PQ

netto PQ PQ

kQbE

r

N C

kQE

r

N C links

E E E

N C

N C

Vraestel 1 MEMOS//Elektrisiteit/Elektrostatika/Deel van 36% 18

VERHOUDING SOMME –bladsy 18

Voorbeeld Die grootte van die elektriese veld, 'n afstand r

vanaf die puntlading is E. Die grootte van die

elektriese veld, 'n afstand 2r vanaf dieselfde

puntlading, is...

1 12 4

4 2A E B E C E D E

Antwoord

2 2

2

2

2

4

1

4

1

4

i f

i

kQ kQ AE E

r r

kQ

r

kQ

r

E

Voorbeeld

Twee identiese metaalsfere op geisoleerde

staanders dra ladings van Q en q onderskeidelik,

soos getoon in die diagram. Wanneer hulle op 'n

afstand r van mekaar af is, ondervind hulle 'n krag F

Die twee ladings word nou nader aan mekaar

beweeg, sodat die finale afstand tussen hulle die

helfte van die oorspronklike afstand is. Watter

een van die volgende beskryf die nuwe grootte

van die krag wat die ladings ondervind korrek?

1 12 4

4 2A F B F C F D F

Antwoord

2 2

2

2

1

2

1

4

4

4

i f

f

kQQ kQQ DF F

rr

kQQ

r

kQQ

r

F

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 8/Elektrisiteit/Stroombane/Deel van 36% 19

Vraag 8

Elektrisiteit/Stroombane Deel van 36%

STROOMBAAN VRAE –bladsy 20

Voorbeeld

'n Battery word gebruik om stroom deur 'n kombinasie

van drie resistors te lewer.

Wat is die waarde van die emk van die battery?

Gee 'n rede vir jou antwoord

Wanneer albei skakelaars gesluit is, vloei da

a

2

ar 'n stroom

van 3A deur die 5 resistor. Bereken die

interne weerstand, r, van die battery

stroom deur die resistor R

b

c

Antwoord

1

1 2

2

2 2 2

2

2

24V....dit is die potensiaalverskil as geen stroom

vloei nie (S is oop)

24 3 7

8 7

1

1 1 1

3 2

1 1 6

6 3

1

2

2

6 3

2

T T

P P P

P

P

P

a

b mk I R r

r

r

r

V I Rc

R R R

V

V V

R

V I R

I

I A

3

3

2

1 2

1 2

1 2

24 15 6

3 33

7 25

1

6 6

21 3 1 2

3 3 6 3

7 1

P

T P

T P

i

T i

T i

T i

mk V V

I II

R RR

r

V V

V V I I

I I R R

R r

3

1 2

3

1 2

3

1 2

1 1 1

T i

T P

P

T i P

P

T P

P

mk V V

V V V

V V V

I I I I

I I I

R R R

R R R

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 8/Elektrisiteit/Stroombane/Deel van 36% 20

VERHOUDING VRAE –bladsy 21

Voorbeeld

2Die skakelaar S word nou oopgemaak.

Wat gebeur met die

weerstand van die stroombaan

die stroom in die stroombaan

die voltmeterlesing oor die battery

d

e

f

Antwoord i i T iT T

V I r mk V Vmk I R r

Weerstand NEEM TOE, want die stroombaan

verander van parallel na serie

Stroom NEEM AF, want stroom en weerstand

is omgekeerd eweredig, mits konstant bly

Die interne potensiaalverskil neem af (wan

d

e

mk

f

t stroom

neem af), daarom neem die totale potensiaalverskil

toe, want die mk bly konsant

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 9/Elektrisiteit/Elektrodinamika/Deel van 36% 21

Vraag 9

Elektrisiteit/Elektrodinamika Deel van 36%

WISSELSTROOM SOMME –bladsy 26

Voorbeeld

'n Bron verskaf 'n wgk-potensiaalverskil van 36V aan 'n

4 en 'n 8 luidspreker wat in serie geskakel is.

Bereken die volgende

wgk-stroom deur die 4 luidspreker

piekstroom deur elke luidspreker

gemidde

a

b

c

lde drywing verbruik deur die 4

luidspreker

Sonder om 'n berekening te doen, noem hoe

die gemiddelde drywing verbruik deur die 4

luidspreker vergelyk met die drywing verbruik

deur die 8 luidspreker.

G

d

ee 'n rede vir jou antwoord

Antwoord

1 2 1

2

2

4 8 336 12

12 3

2 3 4

3632

4.24

Die drywing verbruik van die 4 is dubbel die

drywing verbruik van die 8 luidspreker

T wgk wgk T wgk

wgk

wgk

maks gemid wgkwgk

maks

maks

gemid

R R R V I R I Ia

AI

I A

Ib c P I RI

IJ

I A

d

VP

2

1 2

Drywing is omgekeerd eweredig aan weerstand

mits die potensiaalverskil konstant bly. (Die

potensiaalverskil oor R en R is dieselfde)

wgk

R

Vraestel 1 MEMOS/Vraag 10/Materie&Materiale/Foto-elektriese effek/10% 22

Vraag 10

Materie&Materiale/Foto-elektriese effek 10%

FOTO-ELEKTRIESE EFFEK SOMME –bladsy 28

Voorbeeld

19

'n Leerder wil die foto-elektriese effek demonstreer.

Hy gebruik 'n sinkskyf wat op 'n elektroskoop

geplaas word. Die werksfunksie van sink is

6.9 10

Bereken die maksimum golflengte van lig wat

elekt

J

a

7rone uit die sink sal vrystel

Die elektroskoop word negatief gelaai en dan aan

ultraviolet lig blootgestel. Een van die golflengtes van

die lig is 260nm.

Bereken die kinetiese energi

2.88

e v n

0

'

1

anb

20

elektron wat

deur 'n foton van hierdie lig uit die sinkskyf

vrygestel word

Toe die leerder die eksperiment met 'n positiefgelaaide

elektroskoop probeer doen, vind hy dat die

ultraviol

7.5

et i

1

0

l g

J

geen waarneembare effek het nie.

Verduidelik hierdie waarnemingc

Antwoord 19

o

34

8

6.9 10

?

6.63 10

3 10

?k

W J

h

c

E

o o

19 34

o

15

o

8 15

7

8 9

15

34 15

19

o

19 19

20

6.9 10 6.63 10

1.04 10

3 10 1.04 10

2.88 10

3 10 260 10

1.15 10

6.63 10 1.15 10

7.65 10

7.65 10 6.9 10

7.5 10

Die p

k

k

k

E hfa

W hf

f

f Hz

c f

m

c fb

f

f Hz

E hf

J

E W E

E

E J

c

ositief gelaaide sinkplaat sal elektrone

aantrek en die vrystelling van foto-elektrone

verhoed

graad 12 wetenskap vraestel 1 fisika 12 wetenskap vraestel 1 fisika vraag 2 1 meganika/newton se...

Documents