nasionale - best education - caps resources exams and … · 2016-02-13 · kopiereg voorbehou...

Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

PUNTE: 150 TYD: 3 uur

Hierdie vraestel bestaan uit 17 bladsye, 3 gegewensblaaie en 1 antwoordblad.

GRAAD 12

NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT

FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (V1)

NOVEMBER 2015

Fisiese Wetenskappe/V1 2 DBE/November 2015 NSS


INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou sentrumnommer en eksamennommer in die toepaslike ruimtes op

die ANTWOORDEBOEK en ANTWOORDBLAD neer.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Hierdie vraestel bestaan uit 11 vrae. Beantwoord VRAAG 11.2 op die aangehegte ANTWOORDBLAD. Beantwoord AL die ander vrae in die ANTWOORDEBOEK. Begin ELKE vraag op 'n NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. Laat EEN reël oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. Jy mag 'n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. Jy mag toepaslike wiskundige instrumente gebruik. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. Rond jou finale numeriese antwoorde tot 'n minimum van TWEE desimale plekke af. Gee kort (bondige) motiverings, besprekings ensovoorts waar nodig. Skryf netjies en leesbaar.



VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommer (1.1–1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.11 E.

1.1 Twee kragte, F1 en F2, word toegepas op 'n krat wat op 'n wrywinglose,

horisontale oppervlak lê, soos in die diagram hieronder aangetoon. Die grootte van krag F1 is groter as dié van krag F2.

Die krat sal … A

B C D

na oos versnel. na wes versnel. teen 'n konstante spoed na oos beweeg. teen 'n konstante spoed na wes beweeg.

(2) 1.2 'n Persoon staan op 'n badkamerskaal wat in newton gekalibreer is, in

'n stilstaande hysbak. Die lesing op die badkamerskaal is W.

Die hysbak beweeg nou teen 'n konstante opwaarts versnelling van 41 g,

waar g die gravitasionele versnelling is. Wat sal die lesing op die badkamerskaal nou wees?

A B

C

D

W41

W43

W

W45

(2)

F1 F2 W O

S

N



1.3 Watter EEN van die grafieke hieronder stel die verwantskap tussen die

kinetiese energie (K) van 'n vryvallende voorwerp en sy spoed (v) korrek voor?

A

B

C

D

(2)

1.4 Die vereenvoudigde diagram hieronder toon 'n vuurpyl wat horisontaal

afgevuur is en na wes versnel.

Watter EEN van die stellings hieronder verduidelik die beste waarom die vuurpyl versnel?

A

B C D

Die spoed van die uitlaatgasse is kleiner as die spoed van die vuurpyl. Die druk van die atmosfeer aan die agterkant van die vuurpyl is minder as aan die voorkant. Die lug buite die vuurpyl oefen 'n groter krag op die agterkant van die vuurpyl uit as op die voorkant. Die vuurpyl druk die uitlaatgasse na oos en die uitlaatgasse druk die vuurpyl na wes.

(2)

K (J

)

v (m∙s-1)

K (J

)

v (m∙s-1)

K (J

)

v (m∙s-1)

K (J

)

v (m∙s-1)

W O

S

N

Vuurpyl

uitlaatgasse



1.5 Die grafiek hieronder stel die verwantskap voor tussen die arbeid wat op 'n

voorwerp verrig word en die tyd wat dit neem om hierdie arbeid te verrig.

Die helling van die grafiek verteenwoordig die … A

B C D

drywing. momentum. kinetiese energie. potensiële energie.

(2) 1.6 'n Lyn-emissiespektrum word gevorm wanneer 'n opgewekte atoom van 'n ... A

B C D

hoër na 'n laer energievlak beweeg en energie vrystel. hoër na 'n laer energievlak beweeg en energie absorbeer. laer na 'n hoër energievlak beweeg en energie vrystel. laer na 'n hoër energievlak beweeg en energie absorbeer.

(2) 1.7 Twee gelaaide sfere met groottes 2Q en Q onderskeidelik word 'n afstand r

van mekaar op geïsoleerde staanders geplaas. Indien die sfeer met lading Q 'n krag F na oos ondervind, sal die sfeer met lading 2Q 'n krag ... ondervind.

A

B C D

F na wes F na oos 2F na wes 2F na oos

(2)

Arb

eid

verri

g (J

)

Tyd (s)



• •

•

•

R

S

Q

P

ε

T

1.8 Die vier resistors P, Q, R en T in die stroombaan hieronder is identies. Die sel

het 'n emk ε en weglaatbare interne weerstand. Die skakelaar is aanvanklik GESLUIT.

Skakelaar S word nou OOPGEMAAK. Watter EEN van die volgende

kombinasies veranderinge sal in P, R en T plaasvind?

STROOM IN P STROOM IN R STROOM IN T

A Neem af Bly dieselfde Neem af

B Neem toe Bly dieselfde Neem toe

C Neem toe Neem toe Neem toe

D Neem af Neem toe Neem af

(2) 1.9 'n GS-stroom beweeg deur 'n reghoekige draadspoel OPQR wat tussen twee

poolstukke van 'n magneet geplaas is, soos hieronder getoon.

Watter TWEE segmente van die spoel sal 'n elektromagnetiese krag ondervind

wanneer die spoel in die posisie hierbo is?

A

B C D

OP en PQ QR en RO OP en QR RO en OP

(2)



1.10 Wanneer lig van 'n sekere golflengte op 'n metaaloppervlak inval, word geen

elektrone vrygestel nie. Watter EEN van die volgende veranderinge kan veroorsaak dat elektrone vanaf die metaaloppervlak vrygestel word?

A

B C D

Verhoog die intensiteit van die lig. Gebruik lig met 'n baie korter golflengte. Gebruik metaal met 'n groter werkfunksie. Vergroot die oppervlakarea van die metaaloppervlak.

(2) [20]



VRAAG 2 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 2.1 Twee blokke met massa M kg en 2,5 kg onderskeidelik word met 'n ligte,

onrekbare toutjie verbind. Die toutjie beweeg oor 'n ligte, wrywinglose katrol, soos in die diagram hieronder getoon. Die blokke is in rus.

2.1.1 Stel Newton se DERDE wet in woorde. (2) 2.1.2 Bereken die spanning in die toutjie. (3) Die statiese wrywingskoëffisiënt (μs) tussen die onbekende massa M en die

oppervlak van die tafel is 0,2.

2.1.3 Bereken die minimum waarde van M wat sal voorkom dat die

blokke beweeg.

(5) Die blok met onbekende massa M word nou deur 'n blok met massa

5 kg vervang. Die 2,5 kg-blok versnel nou afwaarts. Die kinetiese wrywingkoëffisiënt (µk) tussen die 5 kg-blok en die oppervlak van die tafel is 0,15.

2.1.4 Bereken die grootte van die versnelling van die 5 kg-blok. (5) 2.2 'n Klein hipotetiese planeet X het 'n massa van 6,5 x 1020 kg en 'n radius van

550 km. Bereken die gravitasiekrag (gewig) wat planeet X op 'n 90 kg-rots op hierdie planeet se oppervlak uitoefen.

(4) [19]

2,5 kg

M kg

tafel



30 m

B

A

16 m∙s-1

9 m∙s-1

grond

VRAAG 3 (Begin op 'n nuwe bladsy.) Bal A word vertikaal opwaarts teen 'n snelheid van 16 m∙s-1 van die grond af geprojekteer. Ignoreer die effek van lugweerstand. Gebruik die grond as nulverwysing.

3.1 Bereken die tyd wat dit bal A neem om na die grond terug te keer. (4) 3.2 Skets 'n snelheid-tyd-grafiek vir bal A.

Dui die volgende op die grafiek aan: (a) Beginsnelheid van bal A (b) Tyd geneem om die hoogste punt van die beweging te bereik (c) Tyd geneem om na die grond terug te keer

(3) EEN SEKONDE nadat bal A opwaarts geprojekteer is, word 'n tweede bal, B, vertikaal afwaarts teen 'n snelheid van 9 m∙s-1 van 'n balkon 30 m bo die grond gegooi. Verwys na die diagram hieronder.

3.3 Bereken hoe hoog bo die grond bal A sal wees die oomblik as die twee balle

by mekaar verbygaan.

(6) [13]



VRAAG 4 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n Koeël met massa 20 g word uit 'n stilstaande geweer met massa 3 kg afgeskiet. Aanvaar dat die koeël horisontaal beweeg. Onmiddellik nadat die koeël afgeskiet is, spring die geweer terug met 'n snelheid van 1,4 m∙s-1.

4.1 Bereken die spoed waarteen die koeël die geweer verlaat. (4) Die koeël tref 'n stilstaande 5 kg-houtblok wat vas is aan 'n plat, horisontale tafel. Die koeël kom tot rus nadat dit 'n afstand van 0,4 m in die blok in beweeg het. Verwys na die diagram hieronder.

4.2 Bereken die grootte van die gemiddelde krag wat die blok op die koeël

uitoefen.

(5) 4.3 Hoe vergelyk die grootte van die krag wat in VRAAG 4.2 bereken is met die

grootte van die krag wat die koeël op die blok uitoefen? Skryf slegs GROTER AS, KLEINER AS of DIESELFDE neer.

(1) [10]

5 kg 20 g

voor na



VRAAG 5 (Begin op 'n nuwe bladsy.) Die baan vir 'n motorfietswedren bestaan uit 'n reguit, horisontale gedeelte wat 800 m lank is.

'n Deelnemer, soos die een in die prentjie hierbo, ry teen 'n sekere gemiddelde spoed en voltooi die 800 m-baan in 75 s. Om hierdie spoed te handhaaf, werk 'n konstante aandrywingskrag van 240 N op die motorfiets in.

5.1 Bereken die gemiddelde drywing wat die motorfiets vir hierdie beweging

ontwikkel.

(3) 'n Ander persoon oefen op dieselfde motorfiets op 'n baan met 'n helling. Die persoon begin uit rus en ry 'n afstand van 450 m teen die helling op wat 'n vertikale hoogte van 5 m het, soos hieronder getoon.

Die totale wrywingskrag wat op die motorfiets inwerk, is 294 N. Die gekombineerde massa van motorfiets en ryer is 300 kg. Die gemiddelde aandrywingskrag op die motorfiets terwyl dit teen die helling op beweeg, is 350 N. Beskou die motorfiets en ryer as 'n enkele sisteem.

5.2 Teken 'n benoemde vrye kragtediagram vir die motorfiets-ryer-sisteem op die

helling.

(4) 5.3 Stel die ARBEID-ENERGIE-stelling in woorde. (2) 5.4 Gebruik energiebeginsels om die snelheid van die motorfiets aan die einde

van die 450 m-rit te bereken.

(6) [15]

5 m 450 m



VRAAG 6 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 6.1 Die data hieronder is verkry gedurende 'n ondersoek na die verwantskap

tussen die verskillende snelhede van 'n bewegende klankbron en die frekwensies wat deur 'n stilstaande luisteraar vir elke snelheid waargeneem is. Die effek van wind is in hierdie ondersoek geïgnoreer.

Eksperimentnommer 1 2 3 4

Snelheid van die klankbron (m∙s-1)

0 10 20 30

Frekwensie (Hz) van die klank wat deur die stilstaande luisteraar waargeneem is

900 874 850 827

6.1.1 Skryf die afhanklike veranderlike vir hierdie ondersoek neer. (1) 6.1.2 Stel die Doppler-effek in woorde. (2) 6.1.3 Het die klankbron NA of WEG VAN die luisteraar af beweeg? Gee

'n rede vir die antwoord.

(2) 6.1.4 Gebruik die inligting in die tabel om die spoed van klank gedurende

die ondersoek te bereken.

(5) 6.2 Die spektraallyne van 'n afgeleë ster word na die langer golflengtes van lig

verskuif. Beweeg die ster NA of WEG VAN die Aarde af?

(1) [11]



VRAAG 7 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n Baie klein grafietbedekte sfeer P word met 'n lap gevryf. Daar word bevind dat die sfeer 'n lading van + 0,5 µC verkry.

7.1 Bereken die getal elektrone wat gedurende die laaiproses van sfeer P

verwyder is.

(3) Die gelaaide sfeer P word nou aan 'n ligte, onrekbare toutjie gehang. 'n Ander sfeer, R, met 'n lading van – 0,9 µC, op 'n geïsoleerde staander, word naby sfeer P gebring. As gevolg daarvan beweeg sfeer P na 'n posisie waar dit 20 cm vanaf sfeer R is, soos hieronder getoon. Die sisteem is in ewewig en die hoek tussen die toutjie en die vertikaal is 7o.

7.2 Teken 'n benoemde vrye kragtediagram wat AL die kragte wat op sfeer P

inwerk, aandui.

(3) 7.3 Stel Coulomb se wet in woorde. (2) 7.4 Bereken die grootte van die spanning in die toutjie. (5) [13]

7o

20 cm

P R



VRAAG 8 (Begin op 'n nuwe bladsy.) Twee gelaaide deeltjies, Q1 en Q2, word 0,4 m van mekaar op 'n reguitlyn geplaas. Die lading op Q1 is + 2 x 10-5 C en die lading op Q2 is – 8 x 10-6 C. Punt X is 0,25 m oos van Q1, soos in die diagram hieronder getoon.

Bereken die: 8.1 Netto elektriese veld by punt X as gevolg van die twee ladings (6) 8.2 Elektrostatiese krag wat 'n lading van – 2 x 10-9 C by punt X sal ondervind (4) Die lading van – 2 x 10-9 C word met 'n lading van – 4 x 10-9 C by punt X vervang. 8.3 Bepaal, sonder enige verdere berekening, die grootte van die krag wat

die lading van – 4 x 10-9 C by punt X sal ondervind.

(1) [11]

0,4 m

Q1 Q2

0,25 m X N

O

S

W



VRAAG 9 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 'n Battery met 'n interne weerstand van 1 Ω en 'n onbekende emk (ε) is in 'n stroombaan gekoppel, soos hieronder getoon. 'n Hoëweerstand-voltmeter (V) is oor die battery gekoppel. A1 en A2 stel ammeters met weglaatbare weerstand voor.

Met skakelaar S gesluit, is die stroom wat deur die 8 Ω-resistor vloei, 0,5 A. 9.1 Stel Ohm se wet in woorde. (2) 9.2 Bereken die lesing op ammeter A1. (4) 9.3 Indien toestel R drywing van 12 W lewer, bereken die lesing op ammeter A2. (5) 9.4 Bereken die lesing op die voltmeter as skakelaar S oop is. (3)

[14]

A1

A2

16 Ω

8 Ω

R

20 Ω

ε

r = 1 Ω

S

V



VRAAG 10 (Begin op 'n nuwe bladsy.) 10.1 'n Onderwyser demonstreer hoe stroom verkry kan word deur 'n

staafmagneet, 'n spoel en 'n galvanometer te gebruik. Die onderwyser beweeg die magneet op en af, soos deur die pyltjie in die skets hieronder getoon word.

10.1.1 Beskryf kortliks hoe die magneet beweeg moet word om 'n GROOT uitwyking op die galvanometer te verkry.

(2)

Die twee toestelle, A en B, hieronder werk op die beginsel wat in

VRAAG 10.1.1 hierbo beskryf is.

10.1.2 Skryf die naam van die beginsel neer. (1) 10.1.3 Skryf die naam van onderdeel X in toestel A neer. (1) 10.2 'n 220 V, WS-spanning word vanaf 'n muurprop aan 'n elektriese ketel met

weerstand 40,33 Ω verskaf. Muurproppe verskaf wgk-spanning en stroom.

Bereken die: 10.2.1 Elektriese energie wat per sekonde deur die ketel verbruik word (4) 10.2.2 Maksimum (piek-) stroom deur die ketel (3) [11]

uitset uitset

spoel

galvanometer


Kopiereg voorbehou

VRAAG 11 (Begin op 'n nuwe bladsy.) In 'n eksperiment om die foto-elektriese effek te demonstreer, is lig van verskillende golflengtes op 'n metaaloppervlak van 'n foto-elektriese sel geskyn. Die maksimum kinetiese energie van die vrygestelde elektrone is vir die verskillende golflengtes bepaal en in die tabel hieronder aangeteken.

OMGEKEERDE VAN

GOLFLENGTE

λ1

( × 106 m-1)

MAKSIMUM KINETIESE ENERGIE

Ek(maks) ( × 10-19 J)

5,00 6,60

3,30 3,30

2,50 1,70

2,00 0,70 11.1 Wat word bedoel met die term foto-elektriese effek? (2) 11.2 Teken 'n grafiek van Ek(maks) (y-as) teenoor

λ1

(x-as) OP DIE AANGEHEGTE

ANTWOORDBLAD.

(3) 11.3 GEBRUIK DIE GRAFIEK om die volgende te bepaal: 11.3.1 Die drumpelfrekwensie van die metaal in die foto-elektriese sel (4) 11.3.2 Planck se konstante (4)

[13] TOTAAL: 150

Fisiese Wetenskappe/V1 DBE/November 2015 NSS

Kopiereg voorbehou

DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 1 (PHYSICS)

GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12

VRAESTEL 1 (FISIKA) TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES

NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Acceleration due to gravity Swaartekragversnelling

g 9,8 m·s-2

Universal gravitational constant Universele gravitasiekonstante

G 6,67 x 10-11 N·m2·kg-2

Radius of the Earth Radius van die Aarde

RE 6,38 x 106 m

Mass of the Earth Massa van die Aarde

ME 5,98 x 1024 kg

Speed of light in a vacuum Spoed van lig in 'n vakuum

c 3,0 x 108 m·s-1

Planck's constant Planck se konstante

h 6,63 x 10-34 J·s

Coulomb's constant Coulomb se konstante

k 9,0 x 109 N·m2·C-2

Charge on electron Lading op elektron

e –1,6 x 10-19 C

Electron mass Elektronmassa

me 9,11 x 10-31 kg


Kopiereg voorbehou

TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES MOTION/BEWEGING

tavv if ∆+= 221

i taΔtvΔx ∆+= or/of 221

i taΔtvΔy ∆+=

xa2vv 2i

2f ∆+= or/of ya2vv 2

i2

f ∆+= Δt2

vvΔx fi += or/of Δt2

vvΔy fi +=

FORCE/KRAG

maFnet = mvp=

Nμ=f smax

s N f kk µ=

if

net

mv- mvpptF

=∆

∆=∆

mgw =

2

21

dmm

G=F or/of 221

rmm

G=F

2dMG g =

2r

MG g =

WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING

xΔF=W cosθ mghU= or/of mghEP =

2mv21K= or/of 2

k mv21E =

KWnet ∆= or/of knet EW ∆=

if KKK −=∆ or/of kikfk EEE −=∆

UKWnc ∆+∆= or/of pknc EEW ∆+∆= t

WP∆

= Pave = Fvave / Pgemid = Fvgemid

WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG

λ= fv f1T =

ss

LL f

vvvvf

±±

=

bb

LL f

vvvvf

±±

= hfE= or /of λ

=hcE

k(max)o E WE += or/of maxo K WE += where/waar

hf E = and/en 00 hfW = and/en 2max(max)k mv

21E = or/of

2maxmax mv

21K =

or/of


Kopiereg voorbehou

ELECTROSTATICS/ELEKTROSTATIKA

221

rQkQF= 2r

kQE =

qWV =

qFE =

eQ

=n eq

Q=n

ELECTRIC CIRCUITS/ELEKTRIESE STROOMBANE

IVR=

emf ( ε ) = I(R + r) emk (ε ) = I(R + r)

...RRR 21s ++=

...R1

R1

R1

21p

++= tq ∆= I

W = Vq W = VI∆ t W = I2R∆ t

W = RΔtV2

ΔtWP =

P = VI

RP 2I=

RVP

2

=

ALTERNATING CURRENT/WISSELSTROOM

2max

rmsII = /

2maks

wgkII =

2VV max

rms = / 2

VV makswgk =

rmsrmsave VP I= / wgkwgkgemiddeld VP I=

RP 2rmsave I= / RP 2

wgkgemiddeld I=

RVP

2rms

ave = / R

VP

2wgk

gemiddeld =

or/of


Kopiereg voorbehou

SENTRUMNOMMER:

EKSAMENNOMMER: ANTWOORDBLAD VRAAG 11.2 Lewer hierdie ANTWOORDBLAD saam met jou ANTWOORDEBOEK in.

-2

1 3 2 4 5 0

2

4

6

-4

E k(m

aks) x

10

-19 J

)

Grafiek van Ek(maks) teenoor λ1

λ1

)-16 (m 10 ×

Copyright reserved/Kopiereg voorbehou Please turn over/Blaai om asseblief

MARKS/PUNTE: 150

This memorandum consists of 28 pages. Hierdie memorandum bestaan uit 28 bladsye.

PHYSICAL SCIENCES: PHYSICS (P1) FISIESE WETENSKAPPE: FISIKA (V1)

NOVEMBER 2015

MEMORANDUM

NATIONAL SENIOR CERTIFICATE

NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT

GRADE/GRAAD 12

Physical Sciences P1/Fisiese Wetenskappe V1 2 DBE/November 2015

NSC/NSS – Memorandum


QUESTION 1/VRAAG 1

1.1 B33 (2)

1.2 D33 (2)

1.3 C33 (2)

1.4 D33 (2)

1.5 A33 (2)

1.6 A33 (2)

1.7 A33 (2)

1.8 D33 (2)

1.9 C33 (2)

1.10 B33 (2)

[20]




QUESTION 2/VRAAG 2

2.1.1 When body A exerts a force on body B, body B exerts a force of equal

magnitude in the opposite direction on body A. 99

Wanneer liggaam A 'n krag uitoefen op liggaam B, oefen liggaam B 'n krag van gelyke grootte in die teenoorgestelde rigting op liggaam A uit. OR/OF If body A exerts a force on body B, then body B exerts an equal 9 and

opposite9 force on body A

Indien liggaam A 'n krag uitoefen op liggaam B, dan sal liggaam B 'n gelyke maar teenoorgestelde krag op liggaam A uitoefen

(2)

2.1.2 For 2,5 kg block/Vir 2,5 kg blok

T = mg9

∴T = (2,5)(9,8)9

= 24,5 N9

OR/OF Fnet = ma

T – mg = (2,5)(0)

T – (2,5)(9,8)9 = 0

T = 24,5 N 9

OR/OF Fnet = ma

mg - T = (2,5)(0)

(2,5)(9,8) - T9 = 0

T = 24,5 N 9

(3)

2.1.3 POSITIVE MARKING FROM 2.1.2 POSITIEWE NASIEN VANAF 2.1.2 For mass M/Vir mass M

fs = μsN9

∴ N =2 0,

5 , 24

= 122,5 N

N = Mg = 122,5 N

M(9,8) = 122,5 N9

M = 12,5 kg9

OR/OF

μsN9 = μsMg

24,59= (0,2)9M(9,8) 9

M = 12,5 kg9

(5)

2.1.4 For the 5 kg block/Vir die 5 kg blok: fk = μkN

fk = (0,15)(5)(9,8) 9

= 7,35 N

Fnet = ma

T – fk = ma

T – 7,35 = 5a9

For the 2,5 kg block/Vir die 2,5 kg blok w – T = ma

(2,5)(9,8) – T = 2,5 a 9

17,15 = 7,5 a

a = 2,29 m∙s-29 (5)

9

9

9

9

9




2.2

2

21

r

mmG=F

23

20-11

)10 550(

)90)(10 x 5,6)(10 67,6( F

××

=

= 12,90 N9 (12,899 N)

(4)

OR/OF

2r

Gmg =

( )( )

( )23

20-11

10×550

10× 5,610 × 6,67=g

= 0,143...m∙s-2

w = mg

= (90)(0,143..)9

= 12,89 N9(downwards/afwaarts)

(4)

[19]

9

9

9

9

9




QUESTION 3/VRAAG 3

3.1. OPTION 1/OPSIE 1 Upwards positive/Opwaarts positief:

vf = vi + a∆t9

-169 = 16 – 9,8(∆t) 9

∆t = 3,27s9

Downwards positive/Afwaarts positief:

vf = vi + a∆t9

169 = -16 +9,8(∆t) 9

∆t = 3,27s9

(4)

OPTION 2/OPSIE 2 Upwards positive/Opwaarts positief:

vf = vi + a∆t9

To the top/By bopunt: 09 = 16 – 9,8(∆t) 9

∆t = 1,63s

Total time/Totale tyd = 1,63 x 2

= 3,26(7) s9


vf = vi + a∆t9

To the top/By bopunt: 09 = -16 +9,8(∆t) 9

∆t = 1,63s

Total time/Totale tyd = 1,63 x 2

= 3,26(7) s9

(4)

3.1 OPTION 3/OPSIE 3 Upwards positive/Opwaarts positief: ∆y = vi∆t + ½ a∆t29

09 = 16∆t + ½ (-9,8) ∆t29

∆t(16 - 4,9∆t) = 0

∆t = 0 or/of 3,27 s

Time taken/Tyd geneem = 3,27 s

(accept/aanvaar 3,26 s) 9


∆y = vi∆t + ½ a∆t29

09 = -16∆t + ½ (9,8) ∆t29

∆t(-16 +4,9∆t) = 0

∆t = 0 or/of 3,27 s

Time taken/Tyd geneem = 3,27 s

(accept/aanvaar 3,26 s) 9

(4)


yΔa2+v=v2

i

2

f

At highest point/By hoogste punt 0 = 16

2 + 2(-9,8)∆y9

∆y = 13,06 m

∆y = vi∆t + ½a∆t29

13,06 = 16∆t – 4,9∆t29

∆t =1,62 or 1,65

Total time/Totale tyd = (1,62/1,65)x2

= 3,24 s9or/of 3,3 s


yΔa2+v=v2

i

2

f

At highest point/By hoogste punt 0 = (-16)

2 + 2(9,8)∆y9

∆y = 13,06 m

∆y = vi∆t + ½a∆t29

13,06 = -16∆t + 4,9∆t29

∆t =1,62 or 1,65

Total time/Totale tyd = (1,62/1,65) x 2

= 3,24 s9or/of 3,3 s

(4)





yΔa2+v=v2

i

2

f

At highest point/By hoogste punt 0 = 16

2 + 2(-9,8)∆y9

∆y = 13,06 m

Δy = t2

vvif ∆

+9

t2

16006,13 ∆

+= 9

Δt = 1,63 s

Total time/totale tyd = 3,26 s9


yΔa2+v=v2

i

2

f

At highest point/By hoogste punt 0 = (-16)

2 + 2(9,8)∆y9

∆y = -13,06 m

Δy = t2

vvif ∆

+9

- t2

16006,13 ∆

−= 9

Δt = 1,63 s

Total time/totale tyd = 3,26 s9

(4)

3.1 OPTION 6 /OPSIE 6 Upwards positive/Opwaarts positief: Fnet ∆t = ∆p9

mg ∆t = m (vf -vi )

-9,8∆t 9= (0 - 16) 9

∆t = 1,63 s

Total time/Totale tyd = (1,63)(2)

= 3,26 s9

Downwards positive/Afwaarts positief: Fnet ∆t = ∆p9


9,8∆t 9= 0 – (-16) 9

∆t = 1,63 s

Total time/Totale tyd = (1,63)(2)

= 3,26 s9

(4)

OPTION 7 /OPSIE 7 Upwards positive/Opwaarts positief: Fnet ∆t = ∆p9


-9,8∆t 9= [-16 – (+16)] 9

∆t = 3,26 s

Total time/Totale tyd = 3,26 s9

Downwards positive/Afwaarts positief: Fnet ∆t = ∆p9


9,8∆t 9= [16 – (-16)] 9

∆t = 3,26 s

Total time/Totale tyd = 3,26 s 9

(4)




Ve

locity/s

nelh

eid

(m∙s

-1)

t(s)

16

0 1,63

3,26

-16

Ve

locity/s

nelh

eid

(m∙s

-1)

t(s)

16

0 1,63

3,26

-16

3.2 POSITIVE MARKING FROM 3.1./POSITIEWE NASIEN VANAF 3.1 Upwards positive/Opwaarts positief:

(3)

POSITIVE MARKING FROM 3.2./POSITIEWE NASIEN VANAF 3.2 Downwards positive/Afwaarts positief:

(3)

Criteria for graph/Kriteria vir grafiek Marks/Punte Correct shape for line extending beyond t = 1,63 s.

Korrekte vorm vir lyn verleng verby t = 1,63 s 3

Initial velocity correctly indicated as shown.

Beginsnelheid korrek aangedui soos getoon. 3

Time to reach maximum height and time to return to the ground

correctly shown.

Tyd om maksimum hoogte te bereik en om na die grond terug te keer.

3




3.3 OPTION 1 / OPSIE 1 Upwards positive/Opwaarts positief: Take yA as height of ball A from the ground. (no penalising)/Neem yA as hoogte van bal A vanaf die grond. (geen penalisering) ∆yA = vi∆t + ½ a∆t2 9

yA - 0 = 16∆t + ½(-9,8)∆t2 =16∆t – 4,9∆t29

Take yB as height of ball B from the ground./Neem yB as hoogte van bal B vanaf die grond. ∆yB = vi∆t + ½ a∆t2 yB – 30 = (vi∆t + ½ a∆t2) yB = 30 - [ -9(∆t -1) + ½(-9,8)(∆t – 1)

29

= 34,1 +0,8∆t - 4,9 ∆t29

yA = yB

∴16∆t – 4,9∆t2 = 34,1 + 0,8∆t - 4,9∆t2 15,2∆t = 34,1

∆t = 2,24 s 9

yA = 16 (2,24) - 4,9(2,24)2

= 11,25 m9

(6)

Downwards positive/Afwaarts positief: Take yA as height of ball A from the ground.(no penalising)/Neem yA as hoogte van bal A vanaf die grond. (geen penalisering) ∆yA = vi∆t + ½ a∆t2 9

yA - 0 = -16∆t + ½(9,8)∆t2 = -16∆t + 4,9∆t29

Take yB as height of ball B from the ground/Neem as hoogte van bal B vanaf die grond.. ∆yB = vi∆t + ½ a∆t2 yB – 30 = – (vi∆t + ½ a∆t2) yB = 30 – [ 9(∆t -1) + ½(9,8)(∆t – 1)

29

= 34,1 + 0,8∆t - 4,9 ∆t2 9

yA = yB

16∆t – 4,9∆t2 = 34,1+ 0,8∆t – 4,9∆t2 15,2∆t = 34,1

∆t = 2,24 s9

∆yA = (- 16 (2,24) + 4,9(2,24)2)

= 11,25 m9

(6)




3.3 OPTION 2/OPSIE 2 Upwards positive/Opwaarts positief: ΔyA = vi∆t + ½ a∆t2 9

= 16∆t + ½(-9,8)∆t2 =16∆t – 4,9∆t2 9

Distance travelled by ball A = yA = 16∆t – 4,9∆t2 ΔyB = vi∆t + ½ a∆t2 = -9(∆t -1) + ½(-9,8)(∆t – 1)

29

= 0,8∆t – 4,9∆t2 + 4,19

Distance travelled by ball B = yB = 0,8∆t – 4,9∆t2 + 4,1

yA +(-yB) = 30

16∆t – 4,9∆t2 – (0,8∆t – 4,9∆t2 + 4,1) = 30

15,2∆t = 34,1

∆t = 2,24 s 9

∴ ∆yA = vi∆t + ½ a∆t2 yA = 16 (2,24) - 4,9(2,24)

2

= 11,25 m9

(6)

3.3 Downwards positive/Afwaarts positief: yA = vi∆t + ½ a∆t2 9

= -16∆t + ½(9,8)∆t2 = -16∆t + 4,9∆t29

yB = vi∆t + ½ a∆t2 = 9(∆t -1) + ½(9,8)(∆t – 1)

2 9

= - 0,8∆t + 4,9∆t2 - 4,1 9

(-yA) + yB = 30

-(-16∆t + 4,9∆t2) - 0,8∆t + 4,9∆t2 - 4,1 = 30

15,2∆t = 34,1

∆t = 2,24 s 9

∴ ∆yA = vi∆t + ½ a∆t2 ∆yA = -16 (2,24)+ 4,9(2,24)

2

= - 11,25 m

∴Height of ball A/Hoogte van bal A = 11,25 m9

(6)




OPTION 3/OPSIE 3 Upwards positive/Opwaarts positief: vf = vi + a∆t After 1 s, speed of ball A/Spoed van bal A na 1 s vf = 16 + (-9,8)(1)

= 6,2 m∙s-1

Distance travelled by ball A in 1 s/Afstand deur bal A afgelê in 1 s ∆yA = vi∆t + ½ a∆t2 9

= (16)(1) + ½(-9,8)12

= 11,1 m

For ball A, after 1 s/Vir bal A na 1 s ∆yA = 6,2∆t – 4,9∆t2 9

For ball/Vir bal B, ∆yB = vi∆t + ½ a∆t2 = -9∆t + ½(-9,8)∆t29

yA + (-yB) = (30 - 11,1) = 18,9

6,2∆t – 4,9∆t2 – [ -9∆t + ½(-9,8)∆t2] = 18,9

15,2∆t = 18,9

∆t = 1,24 s 9

The balls meet after/Die balle ontmoet na (1,24 +1) = 2,24 s9

∆yA = [6,2 (1,24) – 4,9 (1,24)2]

= 0,154 m

Meeting point/Ontmoetingspunt = (11,1 + 0,154) = 11,25 m9

OR/OF Δy = (-9)(1,24) + ½ (-9,8)(1,24)

2 9

= -18,69 m

Meeting point/Ontmoetingspunt = (30 -18,69) = 11,31 m9

(6)




Downwards positive/Afwaarts positief: vf = vi + a∆t After 1 s, speed of ball A/Spoed van bal A na 1 s

vf = -16 + (9,8)(1)

= -6,2 ms-1

Distance travelled by ball A in 1 s/Afstand deur bal A afgelê in 1 s

∆yA = vi∆t + ½ a∆t2 9

= (-16)(1) + ½(9,8)(1)2

= - 11,1 m

For ball A, after 1 s/Vir bal A na 1 s

∆yA = - 6,2∆t + 4,9∆t29

For ball/Vir bal B ∆yB = vi∆t + ½ a∆t2 = 9∆t + ½(9,8)∆t29

- ∆yA + ∆yB = 18,9

6,2∆t - 4,9∆t2 + [ 9∆t + ½(9,8)∆t2] = 18,9

15,2∆t = 18,9

∆t = 1,24 s9

The balls meet after/Die balle ontmoet na (1,24 +1) = 2,24 s9

∆yA = -6,2 (1,24) + 4,9 (1,24)2

= - 0,154 m

Meeting point/Ontmoetingspunt = (-11,1 - 0,154) = 11,25 m9

OR/OF Δy = (9)(1,24) + ½ (9,8)(1,24)

2 9

= 18,69 m

Meeting point/Ontmoetingspunt = (30 -18,69) = 11,31 m9

(6)

[13]




QUESTION 4/VRAAG 4

4.1 OPTION 1/OPSIE 1 Take motion to the right as positive/Neem beweging na regs as positief. Σp i = Σpf

(m1 + m2)vi = m1vf1 + m2vf2

(m1+m2)vi = m1vf1 + m2vf2

(3 + 0,02)(0) 9 = (3)(-1,4) + (0,02) vf29

vf2 = 210 m∙s-1 9

OR/OF Take motion to the left as positive/Neem beweging na links as positief. Σp i =Σ pf

(m1 + m2)vi = m1vf1 + m2vf2

(m1+m2)vi = m1vf1 + m2vf2

(3 + 0,02)(0) 9 = (3)(1,4) + (0,02) vf29

vf2 = -210 m∙s-1

Speed/Spoed = 210 m∙s-1 9

(4)

OPTION 2/OPSIE 2 Take motion to the right as positive/Neem beweging na regs as positief. Δpbullet = -Δpblock 9

m(vf – vi) = - m(vf – vi)

(0,02)(vf – 0)9 = -(3)(-1,4 – 0)9

∴vi = 210 m∙s-1 9

OR/OF Take motion to the left as positive/Neem beweging na links as positief Δpbullet = -Δpblock 9

m(vf – vi) = - m(vf – vi)

(0,02)(vf – 0)9 = -(3)(1,4 – 0)9

∴vi = -210 m∙s-1

Speed/Spoed = 210 m∙s-1 9

(4)

9 Any one/Enige een

9 Any one/Enige een




4.2 OPTION 1/OPSIE 1 vf

2 = vi

2 + 2a∆x9

0 = 2102 + 2a(0,4)9

a = - 55 125 m∙s-2

Fnet = ma9

= (0,02)(-55 125)9

= -1 102,5 N

Magnitude of force = 1 102,5 N9

Grootte van krag = 1 102,5 N

OPTION 2/OPSIE 2

∆x = t2

vvfi ∆

+9

0,4 = t2

0210∆

+9

∆t = 0,004 s (0,00381s)

Fnet∆t = ∆p = m∆v9

Fnet = ( )004,0

210) - 0)(02,0(9

= -1 050 N

Magnitude of force = 1 050 N9

Grootte van krag = 1 050 N (Accept/Aanvaar: 1102,5 N)

(5)

OPTION 3/OPSIE 3 vf

2 = vi

2 + 2a∆x9

0 = 2102 + 2a(0,4)9

a = - 55 125 m∙s-2

vf = vi + a∆t 0 = 210 – (55 125)∆t ∆t = 0,004 s (0,00381 s)

Fnet∆t = ∆p = m∆v9

Fnet = ( )004,0

210) - 0)(02,0(9

= -1 050 N

Magnitude of force = 1 050 N9 (Accept/Aanvaar: 1 102,5 N)

Grootte van krag = 1 050 N

(5)

OPTION 4/OPSIE 4 Wnet = ∆K

Fnet∆xcosθ = ∆K = ½ m(v2i - v

2f)

Fnet(0,4) 9cos180o9= ½ (0,02)(02

- 2102) 9

Fnet = 1 102,5 N9

OR/OF Wnc = ΔEp + ΔEk

FnetΔxcosθ = 0 + ½ m(v2i - v

2f)

Fnet(0,4) 9cos180o9= ½ (0,02)(02

- 2102) 9

Fnet = 1 102,5 N9

(5)

4.3 The same as/equal9

Dieselfde as/gelyk

(1)

[10]

9 Any one/Enige een

9 Any one/Enige een




FD/FA FN/N

Ff/f

w/Fg

QUESTION 5/VRAAG 5

5.2

(4)

5.3 The net/total work done on an object is equal9 to the change in the

object's kinetic energy 9

Die netto/totale arbeid verrig op 'n voorwerp is geyk aan die verandering in die voorwerp se kinetiese energie. OR/OF The work done on an object by a resultant/net force is equal9 to the

change in the object's kinetic energy. 9

Die arbeid verrig op 'n voorwerp deur 'n resulterende krag is gelyk aan die verandering in die voorwerp se kinetiese energie.

(2)

5.1 OPTION 1/OPSIE 1

vave = 75

800 9= 10,67m∙s-1

Pave = Fvave9

Pave = (240)(10,67)

=2 560,8 W (2,56 kW) 9

OPTION 2/OPSIE 2

vave = 75

8009 = 10,67m∙s-1

∴Distance covered in 1s = 10,67m∙ ∴W(Work done in 1 s) = FΔxcosθ9

= (240)(10,67)(1)

= 2 560,8 J s-1

∴ Pave = 2 560,8 W (2,56 kW)9

OPTION 3/OPSIE 3

P = t

W

∆9

=t

cosxF

∆θ∆

= 75

0cos)800)(240(o

9

= 2 560 W9

OPTION 4/OPSIE 4

P = t

W

∆9

=t

cosxF

∆θ∆

= 1

0cos)67,10)(240(o

9

= 2 560 W9

(3)

Accepted labels/Aanvaarde benoemings

w Fg / Fw / weight / mg / gravitational force/2 940 N

Fg / Fw / gewig / mg / gravitasiekrag

f Ffriction / Ff / friction /294 N /fk

Fwrywing / Fw / wrywing/294 N /fk

N FN / Fnormal / normal force

FN / Fnormaal / normaalkrag

FD FApplied/toegepas/350 N/Average driving force

Fdriving/dryfkrag/350/Gemiddelde aandrywingskrag




5.4 OPTION 1/OPSIE 1 Wnc = ∆U + ∆K9

Wf + WD = ∆U + ∆K

f∆xcos θ + WD = mg(hf - hi ) + ½ (m)(vf2 – vi

2 )

(f∆xcosθ + FD∆x cos θ = mg(hf - hi ) + ½ m(vf2 – vi

2 )

(294)(450)(cos180o)9 + (350)(450)cos0

o9= (300)(9,8)(5 - 0)9 + ½(300)(vf2 – 0)9

vf = 8,37 m∙s-19 (6)

OPTION 2/OPSIE 2 Wnet = ∆K9

Wnet = WD + Wg + Wf + WN

= (FD∆xcos θ) + (mg sinα)∆xcosθ) + (f∆xcosθ) + 0

Wnet = [350(450)](cos0)9+ (300)(9,8)450

5(450)(cos180)9+

294(450)(cos180o)9

= 157 500 – 14 700 – 132 300

= 10 500 J

Wnet = ∆K

10 500 = ½ (300)(vf2 – 0) 9

vf = 8,37 m∙s-1 9 (6)

OPTION 3/OPSIE 3 Wnet = WD + Wg + Wf + WN

= (FD∆xcos θ) + mg∆xcosθ) + f∆xcosθ + 0

Wnet = (350)(450)(cos0o)9+(300)(9,8)(450)cos(90 + 0,64) 9+294(450)(cos180

o)9

= 157 500 – 14 777,74 – 13 2300

= 10 430,51 J

Wnet = ∆K 9

10 430,51 = ½ (300)(vf2 – 0)9

vf = 8,34 m∙s-1 9 (6)

OPTION 4/OPSIE 4 Fnet = FD + (-mgsinα) +(-f)

= 350 9+[-(300)(9,8)sin0,64o]9 + (- 294)9

= 23,16 N

Wnet = Fnet ∆x cos θ

= (23,16)(450) cos0o

= 10 422 J

Wnet = ∆K 9

10 422 = ½ (300)(vf2 – 0)9

vf = 8,34 m∙s-1 9 (6)

[15]

OR/OF

α = sin-1

450

5

= 0,64o

OR/OF

α = sin-1

450

5

= 0,64o

OR/OF

Fnet = 350 9 - (300)(9,8)sin0,64o9 - 2949

= 350 - 32,84 - 294

= 23,16 N




QUESTION 6/VRAAG 6

6.1.1 Frequency (of sound detected by the listener (observer))9

Frekwensie van klank deur luisteraar (waarnemer) waargeneem

(1)

6.1.2 The apparent change in frequency or pitch of sound (detected (by a listener)

because the sound source and the listener have different velocities relative to

the medium of sound propagation.9 9

Die verandering in frekwensie (of toonhoogte) van die klank deur 'n luisteraar waargeneem omdat die klankbron en die luisteraar verskillende snelhede relatief tot die medium van klankvoortplanting het.

(2)

6.1.3 Away/Weg van9

Detected frequency of source decreases9

Waargenome frekwensie van bron neem af

(2)

6.1.4 OPTION 1/OPSIE 1 EXPERIMENT/EKSPERIMENT 2

s

s

L

Lf

vv

vvf

±±

= OR/OF s

s

Lf

vv

vf

+= 3

( )900 10 v

v874

+=

v = 336,15 m∙s-19 (Accept/Aanvaar : 336,15 m∙s-1

– 323,33 m∙s-1)

(5)

EXPERIMENT/EKSPERIMENT 3

s

s

L

Lf

vv

vvf

±±

= OR/OF s

s

Lf

vv

vf

+= 3

( )900 20 v

v850

+=

v = 340 m∙s-19 (Accept/Aanvaar : 313,33 m∙s-1

– 340 m∙s-1)

(5)

EXPERIMENT 4/EKSPERIMENT 4

s

s

L

Lf

vv

vvf

±±

= OR/OF s

s

Lf

vv

vf

+= 3

( )900 30 v

v827

+=

v = 339,86 m∙s-19 (Accept/Aanvaar : 339,86 m∙s-1

– 345 m∙s-1)

(5)

9 9

9

9

9

9

9 9

9




OPTION 2/OPSIE 2

s

s

L

Lf

vv

vvf

±±

= OR/OFs

s

Lf

vv

vf

+= 9

Experiment/Eksperiment 2 and/en 3

v

)20v(850

v

)10v(874 +=

+

874v + 8740 = 850v + 1700

∴v = 344,17 m∙s-1 9


v

)30v(827

v

)10v(874 +=

+

874v + 8740 = 827v + 24810

∴v = 341,91 m∙s-1 9


v

)30v(827

v

)20v(850 +=

+

850v + 1700 = 827v + 24810

∴v = 339,57 m∙s-1 9

(5)

6.2 Away from the Earth/Weg vanaf die aarde9 (1)

[11]

9 both frequencies / beide frekwensies

9 9



9 9

9 9




w/ Fg

T/FT

P FE

QUESTION 7/VRAAG 7

7.1

e

Q=n 9

n = 19-

-6

10 1,6

10 5,0

××

9

n = 3,13 x 1012

9electrons/elektrone

(3)

7.2

(3)

7.3 The magnitude of the electrostatic force exerted by one point charge (Q1)

on another point charge (Q2) is directly proportional to the product of the

(magnitudes of the) charges and inversely proportional to the square of the

distance (r) between them. 99

Die grootte van die elektrostatiese krag wat deur een puntlading (Q1) op 'n ander puntlading (Q2)uitgeoefen word, is direk eweredig aan die produk van die (groottes van die) ladings en omgekeerd eweredig aam die kwadraat van die afstand (r) tussen hulle.

(2)

Accepted labels/Aanvaarde benoemings

w Fg / Fw / weight / mg / gravitational force

Fg / Fw / gewig / mg / gravitasiekrag

T FT / tension

FT / spanning

FE Electrostatic force/FC/ Coulombic force/FQ /FRP/PR

Elektrostiesekrag / Coulombkrag / FQ /FRP/PR





FE = 2

21

r

QQ k 9

Tsinθ/(Tcosθ) = FE

∴ T sin7o/(Tcos83

o)9 =

( )2-6-69

2 ,0

)10 9,0)(105,0)(10 9( ×××

∴T = 0,83 N9 (Accept/Aanvaar 0,82 N)

(5)

OPTION 2/OPSIE 2

2

21

E

r

QkQ F =

2

-6-69

E

)2,0(

)10 9,0)(105,0)(109(F

×××=

= 0,101 N

YY

xo

T

101,0

T

T7tan ==

TY = 0,823 N

N83,0)823,0()101,0(TTT222

Y

2

X=+=+=

(5)

OPTION 3/OPSIE 3

F = 2

21

r

QkQ9=

2

669

)2,0(

)109,0)(105,0)(109(−− ×××

= 0,101 N

oo

E

90sin

T

7sin

F=

oo90sin

T

7sin

101,0=

T = 0,83 N 9

(5)

[13]

9

9

9

9

9

9

9

9

9

9




QUESTION 8/VRAAG 8

8.1 EX = E2 + E(-8) 9

= 2

2

r

kQ +

2

8

r

kQ−

= 2

59

)25,0(

)102)(109(−××9 +

2

69

)15,0(

)108)(109(−××9

= 2,88 x 106 + 3,2 x 10

6

= 6,08 x 106 N∙C-1

9 to the east/na oos 9

OR/OF

E = 2

r

Qk 9

E2 = ( )

2

-59

)25,0(

10 ×2)10 × 9(

= 2,88x 106 NC

-1 to the east/na oos

E-8 = ( )

2

-69

)15,0(

10 ×8)10 × 9(

= 3,2 x 106 N∙C-1

to the east/na oos

EX = E2 + E(-8)

= (2,88 x 106 + 3,2 x 10

6) 9

= 6,08 x 106 N∙C-1

9 to the east/na oos9

(6)

8.2 OPTION 1/OPSIE 1 FE = QE9

= (-2 x 10-9

) (6,08 x 106)9

= -12,16 x 10-3

N

= 1,22 x 10-2

N9 to the west/na wes9

(4)

OPTION 2/OPSIE 2

F(-2)Q1 = qE(2) 9

= (2 x 10-9

) (2,88x 106 )

= 5,76 x 10-3

N to the west/na wes

F(-2)Q2 = qE(8)

= (2 x 10-9

)(3,2 x 106)

= 6,4 x 10-3


Fnet = 5,76 x 10-3

+ 6,4 x 10-3

9

= 1,22 x 10-2

N 9to the west/na wes9

(4)

9correct equation /korrekte vergelyking

9

9




OPTION 3/OPSIE 3

F = 2

21

r

QQk 9

F(-2)2 = 2

-5-99

)25,0(

)10 2)(10 2)(10 9( ×××

= 5,76 x 10-3


F(-2)(-8) = 2

-6-99

)15,0(

)10 8)(10 2)(10 9( ×××

= 6,4 x10-3


Fnet = (5,76 x 10-3

+ 6,4 x 10-3

) 9

= 1,22 x 10-2

N 9to the west/na wes 9

(4)

8.3 2,44 x 10-2

N9 (1)

[11]

QUESTION 9/VRAAG 9

9.1 The potential difference across a conductor is directly proportional to the

current in the conductor at constant temperature. (provided temperature and

all other physical conditions are constant) 99

Die potensiaalverskil oor 'n geleier is direk eweredig aan die stroom in die geleier by konstante temperatuur (mits temperatuur en alle fisiese toestande konstant bly) OR/OF . The current in a conductor is directly proportional to the potential difference

across the conductor, provided temperature and all other physical conditions

are constant 99

Die stroom in 'n geleier is direk eweredig aan die potensiaalverskil oor ‘n geleier by konstante temperatuur mits temperatuur en alle fisiese toestande konstant bly

(2)


V = IR9

V8 = (0,5)(8)9 = 4 V

V8 = V16

∴ V16 = 4 V

I16 = R

V=

16

4= 0,25 A

Itot// = A1 = (0,5 + 0,25) 9 = 0,75 A9

OPTION 2/OPSIE 2

V = IR9

V8 = (0,5)(8) 9 = 4 V

21R

1 +

R

1 =

R

1

= 16

1 +

8

19

R = 5,33 Ω

Itot// = 33,5

4

A1 = 0,75 A9

(4)




OPTION 3/OPSIE 3

I1R1 = I2R29

(0,5)(8) = I16(16) 9

I16 = 16

)5,0)(8(= 0,25 A

Itot// = A1 =(0,5 + 0,25) 9= 0,75 A9

OPTION 4/OPSIE 4

2R8Ω = R16Ω9

∴ IR16 = ½ IR8 9 ∴ IR16 = ½ (0,5) = 0,25 A

A1 = (0,5 + 0,25) 9 = 0,75 A9

(4)

9.3 OPTION 1/OPSIE 1 V = IR

V20Ω =( 0,75) (20) 9 = 15 V

V//tot = (15 + 4) 9 = 19 V

VR = 19 V

P = VI9

12 = (19)I 9

IR = A2 = 0,63 A9

(5)

OPTION 2/OPSIE 2

21R

1 +

R

1 =

R

1=

16

1 +

8

19

R// = 5,33 Ω

R// + R20 = (5,33 + 20) 9 = 25,33Ω

V//tot = I(R// + R20)

= (0,75)(25,33)

= 19 V

P = VI

129 = I(19) 9

IR = A2 = 0,63 A9

(5)

OPTION 3/OPSIE 3 V = IR

V20Ω =( 0,75) (20) 9 = 15 V

V//tot = (15 + 4) 9 = 19 V

VR = 19 V

P = R

V2

12 = R

)19(2

R = 30,08 Ω

P = I2R9

12 = I2(30,08)9

I = 0,63 A9

(5)

OR/OF

R =

21

21

RR

RR

+ =

168

168

+×

9 = 5,33 Ω




9.4

(3)

OPTION 1/OPSIE 1 ( ε ) = I(R + r) 9

= Vterminal + Vint

= 19 + (0,75 + 0,63)(1) 9

= 20,38 V9

OPTION 2/OPSIE 2 Vint = Ir

= (0,75 + 0,63)(1)9

= 1,38 V

ε = Vterminal + Vint 9

= 19 + 1,38

= 20,38 V 9

OPTION 3/OPSIE 3

R = I

V=

63,0

19= 30,16 Ω

21pR

1

R

1

R

1+= =

25,33

1

16,30

1+ ∴Rp = 13,77 Ω

Itot = 0,63 + 0,75 = 1,38 A

ε = I(R + r) 9

= (1,38)(13,77 + 1)9

= 20,38 V9

[14]




QUESTION 10/VRAAG10

10.1.1 Move the bar magnet very quickly9

up and down inside the coil 9

Beweeg die staafmagneet baie vinnig op en af binne in die spoel.

(2)

10.1.2 Electromagnetic induction/Elektromagnetiese induksie 9 (1)

10.1.3 Commutator/kommutator / split rings/spleetringe 9 (1)

10.2.1 OPTION 1/OPSIE 1

R

VP

2

rms

average= 9

33,40

220=

2

= 1 200,10 W (J∙s-1)9

tR

VW

2

rms ∆=

)1(33,40

2202

=

= 1200,10 J 9

(4)

OPTION 2/OPSIE 2

R

V=I

rms

rms

33,40

220=

= 5,45 A

RP2

rmsaverageI=

= (5,452)(40,33)

= 1 197,9 W OR/OF 1 200,10 W9

R

V=I

rms

rms

33,40

220=

= 5,45 A

tRW2

rms∆= I

= (5,452)(40,33)(1)9

= 1 197,9 J OR/OF 1 200,10 J9

(4)

OPTION 3/OPSIE 3

R

V=I

rms

rms

33,40

220=

= 5,45 A

rmsrmsaverageVP I=

= (220 )(5,45) 9

= 1 199 W or/of 1 200,10 W9

R

V=I

rms

rms

33,40

220=

= 5,45 A

tVWrmsrms∆= I

= (220 )(5,45)(1) 9

= 1 199 J or/of 1 200,10 J9

(4)

9

9 9

9

9

9

9

9

9

9

9

9

9

9





2

V=V

max

rms

2

V=220

max

Vmax = 311,13 V

R

V=I

max

max33,40

13,331

=

= 7,71 A9

OR/OF

Pave = 2

IVmaxmax

1200,1 = 2

I)13,311(max

Imax = 7,71 A

(3)

OPTION 2/OPSIE 2 rmsrmsaverage

VP I= 9

1200,1 = (220)Irms3

Irms = 5,455 A

Imax = 2 (5,455)

= 7,71 A3 (7,715 A)

(3)

OPTION 3/OPSIE 3 RP

average

2rmsI= 9

1200,1 = I2

rms(40,33)3

Irms = 5,455 A

Imax = 2 Irms

= 2 (5,455)

= 7,71 A9

(3)

OPTION 4/OPSIE 4 Vrms = IrmsR 9

220 = Irms(40,33)9

Irms = 5,455 A

Imax = 2 Irms

= 2 (5,455)

= 7,71 A9

(3)

[11]

9




QUESTION 11/VRAAG 11

11.1 It is the process whereby electrons are ejected from a metal surface when

light (of suitable frequency) is incident on it. 99

Dit is die proses waartydens elektrone vanaf ‘n metaaloppervlak vrygestel word wanneer van geskikte frekwensie daarop inval99 (2)

11.2

-2

1 3 2 4 5 0

2

4

6

-4

•

•

•

•

Ek(m

ax) x (

10

-19 J

)

)(m 10 × λ1

1-6

Graph of/Grafiek van Ek(max/maks) vsλ1




11.3.1

(4)

OPTION 1/OPSIE 1 6

106,11

×=λ

m-1

fo = cλ13

= (3 x 108)(1,6 x 10

6) 3

= 4,8 x 1014

Hz3 (Accept/Aanvaar 4,8 x 1014

Hz to/tot 5,1 x 1014

Hz)

OPTION 2/OPSIE 2 By extrapolation: y-intercept = -Wo/Deur ekstrapolasie : y-afsnit = -Wo

Wo = hfo 9

3,2 x 10-199 = (6,63 x 10

-34)fo 9

fo = 4,8 x 1014

Hz9 (Accept/Aanvaar 4,8 x 1014

Hz to/tot 4,83 x 1014

Hz) (4)

OPTION 3/OPSIE 3 (Points from the graph/ Punte vanaf grafiek) E = Wo + Ek(max)

(max)k0

0

Ehfhc

+=λ

9

0f)1063,6()106,1)(103)(1063,6(0

346834 +×=××× −−

fo = 4,8 x 1014

Hz 9

OR/OF 19

0

346834106,6f)1063,6()105)(103)(1063,6(

−−− ×+×=×××

fo = 4,92 x 1014

Hz

OR/OF 19

0

346834103,3f)1063,6()103,3)(103)(1063,6(

−−− ×+×=×××

fo = 4,8 x 1014

Hz

OR/OF 19

0

346834107,1f)1063,6()105,2)(103)(1063,6(

−−− ×+×=×××

fo = 4,94 x 1014

Hz

OR/OF 19

0

346834107,0f)1063,6()102,2)(103)(1063,6(

−−− ×+×=×××

fo = 5,54 x 1014

Hz (4)

3

9 9



Copyright reserved/Kopiereg voorbehou


hc = Gradient/ Helling

= x

y

∆∆

= 6

19-

10 6) 1, - (5

10 6,6

××

= 1,941 x10-25

(J∙m)

c

helling/gradienth =

8

25 -

103

10941 ,1h

××

=

= 6,47 x10-34

J∙s 3

OPTION 2/OPSIE 2

W0 = y intercept/afsnit = 3,2 x10

-19 J

Accept /Aanvaar 3,2 x10

-19 J to/tot 3,4 x10

-19J)

Wo = hfo

3,2 x 10-199 = h(4,8 x 10

14) 9

h = 6,66 x 10-34

J∙s3

Accept /Aanvaar 6,66 x10

-34 J∙s to/tot 7,08 x10

-34J∙s)

(4)

OPTION 3/OPSIE 3 (Points from the graph

(Punte vanaf grafiek)

sJ1053 ,6)10 )(510(3

10 9,8 h

10 6,6 10 3,2 K W hc

34-

68

19-

19-19-

max0

⋅×=××

×=

×+×=+=λ

OR/OF

sJ1057 ,6)10 3,3)(10 (3

10 6,5 h

10 3,3 10 3,2 K W hc

34-

68

19-

19-19-

max0

⋅×=××

×=

×+×=+=λ

OR/OF

sJ1027 ,6)105,2)(10 (3

10 4,7 h

10 1,7 10 3,2 K W hc

34-

68

19-

19-19-

max0

⋅×=××

×=

×+×=+=λ

OR/OF

sJ105 ,6)102)(10 (3

10 3,9 h

10 0,7 10 3,2 K W hc

34-

68

19-

19-19-

max0

⋅×=××

×=

×+×=+=λ

OPTION 4/OPSIE 4

o

o

o

o

1hcWof/or

hcW

λ=

λ=

3,2 x 10-19

9= h(3 x 108)(1,6 x 10

6)9

h = 6,66 x 10-34 J∙s 9

(4) [13]

TOTAL/TOTAAL: 150

3

3

3 3

3 3

3 3

3 3

3 3

3

3

3 3

3

nasionale - best education - caps resources exams and … · 2016-02-13 · kopiereg voorbehou...

Documents