TECH SC P1 (Afrikaans) 2020 Preparatory Question Paper

GAUTENGSE DEPARTEMENT VAN ONDERWYS VOORBEREIDENDE EKSAMEN 2020 TEGNIESE WETENSKAPPE VRAESTEL 1 11101 TYD: 3 uur PUNTE: 150 17 bladsye + 2 inligtingsblaaie b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 2 (Vraestel 1) 11101/20 INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Die vraestel bestaan uit ELF vrae. Antwoord AL die vrae in die ANTWOORDBOEK. 2. Begin elke vraag op ʼn NUWE bladsy in jou ANTWOORDBOEK. 3. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 4. Laat EEN reël oop tussen twee subvrae, bv. tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. 5. U mag ʼn nie-programmeerbare sakrekenaar gebruik. 6. U word aangeraai om die aangehegte DATABLAAIE te gebruik. 7. Rond u FINALE numeriese antwoorde af tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke. 8. Gee kort motiverings, besprekings, ens. waar nodig. 9. Skryf netjies en leesbaar. b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 3 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde vir die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A - D) langs die vraagnommer (1.1 tot 1.10) in die ANTWOORDBOEK neer, bv. 1.11 D. 1.1 As ʼn motor om ʼn draai gaan, voel dit asof jou liggaam teen die deur vas gedruk word, omdat u liggaam weerstand bied teen die verandering in bewegingsrigting. Watter eienskap verduidelik dit? A Traagheid B Snelheid C Versnelling D Verplasing (2) 1.2 Twee kragte, F1 en F2, word toegepas op ʼn krat wat op ʼn wrywinglose, horisontale oppervlak lê, soos in dié diagram hieronder getoon. Die grootte van die krag F1 is groter as die van die krag F2. N w E F1 F2 S Die krat sal ... A versnel in ʼn oostelike rigting. B versnel in ʼn westelike rigting. C beweeg met ʼn konstante snelheid in ʼn oostelike rigting. D beweeg met ʼn konstante snelheid in ʼn westelike rigting. (2) b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 4 (Vraestel 1) 11101/20 1.3 Lugsakke in moderne motors bied meer veiligheid tydens ʼn ongeluk, soos in die prent hieronder aan getoon. Watter van die stellings hieronder, deur ʼn leerder gemaak, verduidelik hoe lugsakke beter veiligheid tydens ʼn botsing kan verseker? (i) Die tyd van impak neem toe. (ii) Die impakkrag neem af. (iii) Beide tyd van die impak en die impakkrag neem toe. A Net (i) B Net (ii) C Net (ii) en (iii) D Net (i) en (ii) (2) 1.4 Arbeid word gedefinieer as: A Die som van die toegepaste krag wat op ʼn voorwerp uitgeoefen word en die verplasing in die rigting van die toegepaste krag B Die produk van die toegepaste krag wat op ʼn voorwerp toegepas word en die verplasing in die rigting van die toegepaste krag C Die verskil van die toegepaste krag wat op ʼn voorwerp toegepas word en die verplasing in die rigting van die toegepaste krag D Helfte van die som van die toegepaste krag wat op ʼn voorwerp toegepas word en die verplasing in die rigting van die toegepaste krag (2) b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 5 (Vraestel 1) 11101/20 1.5 ʼn Krag werk op ʼn soliede plastiekbalk in soos getoon in die onderstaande prent. Die balk buig, maar as die krag verwyder word, keer die plastiekbalk terug na sy posisie soos hieronder getoon. Dit gebeur want ... A dit het ʼn baie klein vervormende krag. B dit het ʼn baie groot vervormende krag. C dit is ʼn perfek elastiese liggaam. D dit is ʼn perfek plastiese liggaam. (2) 1.6 Watter van die volgende sal die viskositeit van motorolie verhoog? A Verminder die massa van die olie B Vermeerder die massa van die olie C Verminder die druk van die olie D Verminder die temperatuur van die olie (2) 1.7 Hooke se wet gee ʼn verband tussen spanning en vervorming. Watter van die volgende is die KORREKTE verband tussen spanning en vervorming volgens Hooke se wet? A Spanning is direk eweredig aan die spanning binne die elastisiteit limiet. B Spanning is omgekeerd eweredig aan die spanning binne die elastisiteit limiet. C Die vervorming is omgekeerd eweredig aan die spanning wat dit veroorsaak as die elastisiteit limiet nie oorskry word nie. D Die vervorming is direk eweredig aan die spanning wat dit veroorsaak, selfs as die elastisiteit limiet oorskry word. (2) b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 6 (Vraestel 1) 11101/20 1.8 Watter vergelyking word gebruik om vloeistofdruk te bereken? A 𝐹1 𝐹2 = 𝐴1 𝐴2 B 𝐹 P= 𝐴 C P = gh D F1A1 = F2A2 (2) 1.9 Die diagram hieronder toon ʼn parallelle plaat kapasitor met plate wat afstand d uitmekaar is. Afstand d A, plaat oppervlakte V (Battery) Een manier om die kapasitansie van hierdie kapasitor te verhoog, is om te ... A verminder die oppervlakte van die plate. B vermeerder die oppervlakte van die plate. C verhoog die afstand tussen die plate. D verminder die konstante ε0 (permissiwiteit van vrye ruimte). (2) b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 7 (Vraestel 1) 11101/20 1.10 ʼn Vereenvoudigde diagram van ʼn elektriese motor word hieronder getoon. As die skakelaar gesluit is, draai die spoel ABCD … A kloksgewys. B antikloksgewys. C kloksgewys totdat dit die vertikale posisie bereik en dan verander sy rigting. D antikloksgewys totdat dit die vertikale posisie bereik en dan verander sy rigting. (2) [20] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 8 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Tydens weerstandsoefening hardloop Jack met ʼn konstante snelheid van 8 m. s-1 op ʼn horisontale baan. Hy trek twee groot blokke (A met ʼn massa van 10 kg en B met ʼn massa van 15 kg) aan mekaar vas met ʼn ligte, onrekbare tou met krag F, soos aangetoon in die diagram hieronder. Die tou wat aan Jack geheg is, maak ʼn hoek van 14º met die horisontaal. 2.1 Stel Newton se tweede bewegingswet in woorde. (2) 2.2 Die kinetiese wrywingskoëffisiënt tussen die blokke en die oppervlak is 0,6. 2.2.1 Teken ʼn benoemde, vryliggaamsdiagram van al die kragte wat in blok B inwerk. (5) 2.2.2 Bereken die grootte van die wrywingskrag op blok B. (3) 2.2.3 Bereken die grootte van die krag F wat deur Jack toegepas word. (6) 2.3 Die tou tussen die blokke breek onverwags. Bereken die versnelling van die blok B direk nadat die tou breek. (3) b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 9 (Vraestel 1) 11101/20 2.4 Twee meisies wat op skaatsplanke sit, stoot mekaar met hul voete soos in die prent hieronder. 2.4.1 Watter wet van Newton word op die prent hierbo gedemonstreer? (1) 2.4.2 Noem die wet in VRAAG 2.4.1 hierbo. (2) [22] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 10 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Houtblok met ʼn massa van 2 kg, beweeg teen ʼn snelheid van 5 m.s-1, bots met ʼn krat met ʼn massa van 9 kg wat op ʼn plat horisontale oppervlak rus, soos in die diagram hieronder getoon. Na die botsing beweeg die krat 1 m.s-1 na regs. Ignoreer wrywing. 3.1 Stel die beginsel van die behoud van lineêre momentum in woorde. (2) 3.2 Bereken die grootte van die snelheid van die houtblok onmiddellik na die botsing. (4) 3.3 As die botsing 0,6 sekondes duur, bereken die krag wat die houtblok op die krat uitoefen tydens die botsing. (4) 3.4 Bereken die impuls van die houtblok. (3) [13] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 11 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die onderstaande diagram toon ʼn motorrit (massa 500 kg) op ʼn kermis waar die passasiers vertikaal opgelig word voordat hulle vry val. Die snelheid van die motorrit op 40 m is 1,97 m s-1. 4.1 Definieer die begrip arbeid. (2) 4.2 Is werk ʼn skalaar of ʼn vektorhoeveelheid? (1) 4.3 Stel die beginsel van behoud van meganiese energie in woorde. (2) 4.4 Bereken: 4.4.1 Gravitasie potensiële energie as die motor tot 48 m hoog is. (3) 4.4.2 Bereken die meganiese energie van die motor op 48 m. (4) [12] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 12 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die SABS is gevra om ʼn paar elastisiteitstoetse te doen op ʼn nuwe metaalstaaf wat vir die motorbedryf ontwikkel is. 5.1 Definieer die term elastiese limiete. (2) 5.2 Die ronde staaf is 305 mm lank en het ʼn deursnee van 32 mm. Die spanningstoets het 67 kN krag gemeet en het tot gevolg gehad dat die staaf 0,26 mm gerek het. Bereken die ... 5.2.1 oppervlak van die staaf. (2) 5.2.2 spanning in die staaf. (3) 5.2.3 vervorming in die staaf. (2) 5.2.4 elastisiteitsmodulus. (4) [13] VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 6.1 Definieer die term viskositeit. (2) 6.2 Het tandepasta ʼn hoë of lae viskositeit? (1) 6.3 Verduidelik u antwoord op VRAAG 6.2. (1) 6.4 ʼn Groep leerders het besluit om ʼn eksperiment te doen om die effek van temperatuur op die viskositeit van heuning te bepaal. Viskositeit (mPa.s) Temperatuur (˚C) 14 000 20 8 000 24 6 000 26 5 000 28 4 000 30 2 000 34 1 000 40 6.4.1 Teken ʼn lyngrafiek van die resultate van die toets met viskositeit op die Y-as en temperatuur op die X-as. (5) 6.4.2 Verduidelik hoe die verandering in temperatuur van heuning die viskositeit daarvan beïnvloed. (2) [11] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 13 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Tuitblikkie hieronder is gevul met water. Dit het 3 gate aan die kant waaruit water uitvloei. Die watervlak is 30 cm van die onderkant van die blik. Die digtheid van die water in die blik is 1 000 kg.m-3. Die boonste gat is 4 cm van die bokant af, die middelste gat is 15 cm van die bokant af en die onderste gat 25 cm van die bokant af. Water Tuitblikkie Gat 7.1 Gee TWEE faktore wat die druk in die blik water beïnvloed. (2) 7.2 Gebruik berekeninge om te bewys watter gat (bo of onder) het die meeste vloeistofdruk. (6) [8] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 14 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 8 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 8.1 Stel Pascal se wet in woorde. (2) 8.2 Gee DRIE gebruike van hidroulika in tegnologie. (3) 8.3 ʼn Motor word by ʼn werkswinkel op ʼn hidrouliese hysbak opgelig. Die druk by F1 is 2 000 Pa. Die silinderoppervlak by F2 is 0,5 m2. F1 F2 Bereken die krag wat op die motor toegepas word by F2. (3) [8] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 15 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 9 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 9.1 Definieer die term kapasitor. (2) 9.2 Twee parallelle plate is gerangskik om ʼn kapasitor te vorm. Elke plaat het ʼn oppervlakte van 1 m2. Die plate word van mekaar geskei deur ʼn gaping van 2 mm. 9.2.1 Bereken die kapasitansie van die kapasitor. (4) Die kapasitor in die diagram hieronder is oor ʼn 200 V-kragbron gekoppel. 9.2.2 Bereken die lading wat op elke plaat ophoop. (3) 9.2.3 Hoe kan die hoeveelheid lading op elke plaat gestoor word, verhoog word sonder om die ontwerp van die kapasitor te verander? (2) 9.2.4 Skryf ʼn algemene naam neer van die isolerende materiaal wat gebruik word om die ruimte tussen die plate van ʼn kapasitor te vul. (1) 9.3 Tebogo bedraad sy fietslamp sodat die battery die lampie sal aansteek, selfs al trap hy stadig. Hy wil ʼn diode (A) verbind wat verhoed dat die dinamo deur die battery stroom laat beweeg en ʼn ander diode (B) wat verhoed dat die battery stroom deur die dinamo beweeg. 9.3.1 Watter diode (A of B) sal stroom nie deur die lamp laat vloei nie? (1) 9.3.2 Verduidelik die rede vir die antwoord op VRAAG 9.3.1. (2) [15] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 16 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 10 (Begin op ʼn nuwe bladsy). Die battery in die stroombaandiagram hieronder het ʼn emk (totale potensiaalverskil) van 12 V. Die weerstand van die verbindingsdrade en die ammeter is weglaatbaar. Bereken die ... 10.1 totale weerstand van die stroombaan. (4) 10.2 totale stroom in die stroombaan. (3) 10.3 drywing vir die 1  weerstand. (3) 10.4 hoeveelheid energie wat versprei word in die 1  weerstand in 20 s. (3) [13] b.o.

TEGNIESE WETENSKAPPE 17 (Vraestel 1) 11101/20 VRAAG 11 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 11.1 Die diagram hieronder toon ʼn transformator met 1 200 draaie op die primêre spoel en 60 draaie op die sekondêre spoel. Die sekondêre spanning is 24 volt. primêre sekondêre draaie 60 draaie 11.1.1 Is dit ʼn verhogingtransformator of ʼn verlagingtransformator? Gee ʼn rede vir u antwoord. (2) 11.1.2 Bereken die primêre spanning vir hierdie transformator. (3) 11.2 Skryf TWEE strukturele verskille tussen AC en DC kragopwekkers neer. (2) 11.3 ʼn Wisselstroomopwekker produseer ʼn piekstroom (Vmax) van 5,9 A as dit aan ʼn elektriese verwarmer met weerstand 46 Ω gekoppel is. 11.3.1 Bereken die rms stroom wat deur die opwekker geproduseer word. (4) 11.3.2 Bereken die piekspanning (Vmax) uitgang van die kragopwekker. (4) [15] TOTAAL: 150 EINDE

TEGNIESE WETENSKAPPE 18 (Vraestel 1) 11101/20 INLIGTINGSBLAD VIR TEGNIESE WETENSKAPPE - GRAAD 12 VRAESTEL 1 TABEL 1: FISIESE KONSTANTE NAAM SIMBOOL WAARDE Versnelling a.g.v. swaartekrag g 9,8 m·s-2 Permitiwiteit van vrye ruimte o 8,85 x 10-12 Fm-1 TABEL 2: FORMULE KRAGTE Fnet = ma p= mv = sN fk = kN max fs Fnet Δt = Δp Fg = mg Δp = mv f - mv i ARBEID, ENERGIE EN DRYWING W =Fx cos  U= mgh or EP = mgh 1 1 K= mv 2 or Ek = mv 2 K = K f − Ki or Ek = Ekf − Eki 2 2 Pave = Fvave W P= t ME = Ek + Ep ELASTISITEIT, VISKOSITEIT EN HIDRAULIKA F 𝐻𝑒𝑟𝑠𝑡𝑒𝑙𝑘𝑟𝑎𝑔 Δ = / Spanning = Oppervlak ε= Verandering in lengte / Rekking = Oorspronklike lengte A L F1 F2 P = gh = A1 A 2 σ Spanning krag = K / Elastisiteitmodulus = rekking Pressure (P) = 𝑂𝑝𝑝𝑒𝑟𝑣𝑙𝑎𝑘 ε

TEGNIESE WETENSKAPPE 19 (Vraestel 1) 11101/20 ELEKTROSTATIKA  εο Α εο Α V C= C= E= d en d d Q C= V STROOM ELEKTRISITEIT V R= q=I  t I W W = VQ P= W = VI  t Δt W = I2R  t P = VI V 2 Δt P = I 2R W= R V2 P= R Rs = R1 + R2 + ... 1 1 1 = + + ... Rp R1 R 2 ELEKTROMAGNETISME  = BA ɛ = − N Δ Δt Vs Ns = Vp Np