Physical Sciences Grade 12 P1 EC June 2017 QP (Afr)

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 JUNIE 2017 FISIESE WETENSKAPPE V1 PUNTE: 150 TYD: 3 uur *JPHSCA1* Hierdie vraestel bestaan uit 12 bladsye, insluitende ʼn 2-bladsy gegewensblad.

Downloaded from hlayiso.com 2 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/JUNIE 2017) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou volle NAAM en VAN in die toepaslike spasies op jou ANTWOORDEBOEK. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Nieprogrameerbare sakrekenaar mag gebruik word. 4. Jy mag toepaslike wiskundige apparaat gebruik. 5. Nommer die vrae korrek volgens die nommeringstelstel wat in hierdie vraestel gebruik is. 6. Jy word aangeraai om die aangehegde GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 7. Toon ALLE formules en substitusie in ALLE bewerkings. 8. Gee kort verduidelikings, motiverings, ens., waar nodig. 9. Rond jou finale numeriese antwoord af tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke. 10. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy. 11. Alle diagramme is nie noodwendig volgens skaal geteken nie. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNE 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier moontlike keuses word by die volgende vrae voorsien. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Skryf SLEGS die letter A, B, C of D wat ooreenstem met die korrekte antwoord van jou keuse langs die vraagnommer (1.1 tot 1.10) in die ANTWOORDBOEK. 1.1 Indien ʼn voorwerp naby die aarde se oppervlak vryval sal die versnelling altyd … A. in ʼn afwaartse rigting toeneem. B. in ʼn afwaartse rigting afneem. C. 9,8 m·s-2 in ʼn opwaartse rigting wees. D. 9,8 m·s-2 in ʼn afwaartse rigting wees. (2) 1.2 Indien twee motors in ʼn kop-aan-kop botsing betrokke is, sal die botsing onelasties wees indien die … A. verandering in momentum nul is. B. som van die aanvanklike kinetiese energieë nie gelyk is aan die som van die finale kinetiese energieë nie. C. som van die aanvanklike kinetiese energieë gelyk is aan die som van die finale kinetiese energieë. D. totale lineêre momentum voor die botsing nie gelyk is aan die totale lineêre momentum na die botsing nie. (2) 1.3 ʼn Skoolbus stop skielik en al die boeksakke wat op die vloer lê, begin vorentoe te skuif. Die boeksakke skuif vorentoe want … A. die boeksakke bied weerstand teen die verandering in hulle toestand van beweging. B. daar is ʼn stootkrag wat deur die vloer op die boeksakke toegepas word. C. die boeksakke ondervind ʼn trekkrag in die voorwaartse rigting. D. die gewig van die boeksakke neem af soos die bus stop. (2) 1.4 Die diagram hierbo toon ʼn standbeeld wat op ʼn tafel rus. FG is die gravitasie- krag op die standbeeld, FN is die krag van die tafel op die standbeeld en F'N is die krag van die standbeeld op die tafel. Die aksie-reaksie-paar wat in bogenoemde diagram getoon word, is: A. (FG + F'N) en FN B. F'N en FN C. FG en F'N D. FG en FN (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/JUNIE 2017) 1.5 Die diagram hieronder toon ʼn ruimtetuig wat om die aarde wentel. Beweging Die swaartekrag op die ruimtetuig op die aarde is FE. Wat is die swaartekrag op die ruimtetuig wanneer dit wentel in ʼn baan twee maal dié van die aarde se radius vanaf die aarde se middelpunt? A. FE B. 4 FE C. FE D. 2FE (2) 1.6 ʼn Polisiemotor met ʼn sirene nader jou en dit straal klankgolwe uit. Die klank- golwe wat jou bereik het ʼn ... golflengte en ʼn ... frekwensie. A. korter hoër B. langer hoër C. korter laer D. langer laer (2) 1.7 ʼn Toetslading wat in ʼn elektrieseveld rondom ʼn negatiewe puntlading geplaas word, ondervind ʼn elektrostatiese aantrekkingskrag (F). Watter van die volgende grafieke verteenwoordig die verband tussen die krag (F) en die afstand (d) tussen die toetslading en die puntlading die beste? A. B. C. D. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNE 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 5 1.8 ʼn Waarnemer op die aarde sien ʼn ligbron wat nader beweeg. Hy neem waar dat die lig van die voorwerp ʼn korter golflengte sal hê want die afstand tussen die golffronte (λ) sal ... A. toeneem soos die bron nader aan die waarnemer beweeg. B. afneem soos die bron nader aan die waarnemer beweeg. C. afneem soos die bron sy uitgestraalde golwe opvang. D. toeneem soos die bron weg van sy uitgestraalde golwe beweeg. (2) 1.9 ʼn Krag waarvan die netto-arbeid op ʼn bewegende voorwerp tussen twee punte afhanklik is van die pad wat gevolg is, word ʼn ... genoem. A. nie-konserwatiewe krag B. elektrostatiese krag tussen die oppervlak en die voorwerp C. konserwatiewe krag D. trekkrag (2) 1.10 Twee identiese balle, M en N, word vanaf ʼn krans gegooi. Bal M word direk opwaarts gegooi en N word direk afwaarts gegooi. Albei balle sal aan die onderkant van die krans land. Indien albei balle dieselfde begin spoed het, watter bal sal die onderkant van die krans met die grootste snelheid tref? A. Albei balle het dieselfde snelheid aan die onderkant van die krans B. Bal M C. Bal N D. Bal M sal eerste die grond tref (2) [20] VRAAG 2 2.1 ʼn Persoon gooi ʼn bal in die lug met ʼn beginsnelheid van 15 m·s-1. Ignoreer die effek van lugweerstand. 2.1.1 Wat is die fisika-naam wat vir enige voorwerp, soos die bal hierbo, gegee word waar SLEGS die aarde se gravitasie-krag op dit in werk? (1) 2.1.2 Bereken die maksimumhoogte wat die bal bereik. (4) 2.1.3 Bereken die totale tyd wat die bal in die lug was voor dit terug kom in die hand. (3) 2.1.4 Bereken die tyd wat dit die bal neem om by ʼn punt 8 m bokant die gooier se hand verby te beweeg. (5) 2.1.5 Teken ʼn posisie-tyd grafiek wat die volgende tye aandui: by die punt van projeksie, 8 m bokant die gooier se hand, maksimum hoogte, terug in die gooier se hand. (4) 2.2 ʼn Klip word vanaf die dak van ʼn gebou laat val. ʼn Tweede word van dieselfde hoogte afwaarts gegooi met ʼn beginsnelheid van 30 m·s-1, 2 s na die eerste klip laat val is. Albei klippe ondervind dieselfde verplasing en tref tegelykertyd die grond. Hoe lank neem dit die tweede klip om die grond te bereik? (6) [23] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/JUNIE 2017) VRAAG 3 3.1 ʼn Gholfbal, massa 0,045 kg word van die bof afgeslaan met ʼn spoed van 45 m·s-1. Die gholfstok was vir 3,5 × 10-3 s in kontak met die bal. 3.1.1 Definieer die term impuls. (2) 3.1.2 Bereken die impuls op die gholfbal uitgeoefen. (3) 3.1.3 Bereken die gemiddelde krag van die gholfbal op die gholfstok. (2) 3.2 ʼn Tennisbal met massa 60 g tref ʼn muur loodreg teen ʼn snelheid van 12 m·s-1. Dit bons terug met ʼn snelheid van 10 m·s-1. 3.2.1 Bereken die verandering in momentum van die tennisbal. (5) 3.2.2 Wat is die grootte van die impuls van die muur op die bal? (1) 3.3 ʼn Blok met massa m = 2,20 kg gly teen ʼn skuinsvlak af wat ʼn helling van 30° het en wat 3,6 m hoog is. Aan die onderkant van die skuinsvlak tref dit ʼn stilstaande blok met massa M = 7,00 kg wat op ʼn horisontale oppervlak rus. m 3,6 m M 30° Aanvaar dat al die vlakke wrywingloos is. 3.3.1 Stel die Beginsel vir die Behoud van Lineêre Momentum in woorde. (2) 3.3.2 Die blok met massa m stop onmiddellik na die botsing. Bereken die grootte van die snelheid van die blok met massa M net na die botsing. (6) [21] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNE 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 7 VRAAG 4 4.1 ʼn Skiër beweeg vanuit rus en gly teen die helling af wat 30° met die horisontaal maak. 30° Veronderstel dat die kinetiese wrywingskoëffisiënt (µK) 0,10 is. 4.1.1 Teken ʼn vrye-liggaamdiagram van al die kragte wat op die skiër inwerk. (3) 4.1.2 Bereken die skiër se versnelling teen die helling af (5) 4.1.3 Bereken die grootte van die snelheid wat die skiër na 4,0 s bereik. (3) 4.2 ʼn Sisteem van twee voorwerpe, ʼn hysbak en ʼn teengewig, word verbind deur ʼn katrol en ʼn ligte kabel soos getoon in die skets hieronder. Hysbak mE = 1 150 kg Teengewig mC = 1 000 kg Die massa van die hysbak met 4 mense binne-in is mE = 1 150 kg en indien dit leeg is, is die massa 850 kg. Die massa van die teengewig is mC = 1 000 kg. Die massa van die katrol en die kabel kan geïgnoreer word. 4.2.1 Stel Newton se Tweede Bewegingswet in woorde. (2) 4.2.2 Bereken die versnelling van die hysbak. (6) 4.2.3 Bereken die spanning in die kabel. (3) [22] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/JUNIE 2017) VRAAG 5 5.1 ʼn Motor ry op ʼn reguit horisontale pad. ʼn Krag van 600 N word op die motor toegepas in die rigting wat dit beweeg, wat veroorsaak dat dit versnel. Terwyl die motor versnel, beweeg dit ʼn afstand van 30 m. Bereken die arbeid verrig op die motor. (3) 5.2 ʼn Krat met massa 100 kg rus op ʼn plat horisontale oppervlak en ʼn krag van 300 N, wat ʼn hoek van 60° met die horisontaal maak, word toegepas om die krat te trek. Die krat beweeg ʼn afstand van 6 m oos terwyl dit ʼn wrywingskrag van 50 N ervaar. Ftoeg = 300 N 5.2.1 Bereken die arbeid verrig deur die wrywingskrag op die krat. (3) 5.2.2 Bereken die netto-arbeid op die krat verrig. (4) 5.3 Die bestuurder van ʼn 800 kg motor wat teen ʼn spoed van 20,5 m·s-1 beweeg, slaan die remme aan wanneer ʼn rooi lig gewaar word. Die motor se remme veroorsaak ʼn wrywingskrag van 6 000 N. 5.3.1 Stel die arbeid-energie stelling in woorde. (2) 5.3.2 Bereken die stop-afstand van die motor. (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNE 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 9 5.4 Die diagram toon hoe ʼn krat wat stilstaande was, massa 80 kg, deur ʼn konstante krag van 450 N oor ʼn 60 cm lange wrywinglose horisontale oppervlak, gestoot word. Die krat beweeg teen ʼn skuinsvlak op as gevolg van dieselfde krag van 450 N. Die kinetiese wrywingskoëffisiënt tussen die krat en die skuinsvlak is 0,34. 5.4.1 Bereken die netto-arbeid wat op die voorwerp verrig word soos dit van punt A beweeg en punt B bereik met ʼn snelheid van 25 m·s-1. (3) 5.4.2 Wat is die grootte van die kinetiese wrywing wat deur die krat ondervind word soos dit van punt B na punt C beweeg? (4) 5.4.3 Teken ʼn vrye-liggaam kragtediagram van al die kragte wat op die krat werk as dit punt C bereik. (4) 5.4.4 Bereken die netto-arbeid wat op die krat verrig word as dit punt C bereik. (4) 5.4.5 Wat sal die gravitasie-potensiële energie van die krat by punt C wees? (3) [35] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 10 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/JUNIE 2017) VRAAG 6 6.1 Die sirene van ʼn bewegende ambulans straal golwe uit met ʼn frekwensie van 350 Hz. Die frekwensie van die klank wat ʼn luisteraar wat langs die pad staan hoor, is 400 Hz. 6.1.1 Definieer die Doppler-effek. (2) 6.1.2 Het die ambulans nader aan of weg vanaf die luisteraar beweeg? Verduidelik jou antwoord deur spesiale melding te maak van frekwensies, golffronte en golflengte. (4) 6.1.3 Indien die spoed van klank in lug 340 m·s-1 is, bereken die snelheid waarteen die ambulans beweeg. (4) 6.2 ʼn Polisiemotor wat op ʼn pad ry teen ʼn konstante spoed, se sirene straal klankgolwe uit. ʼn Vrou staan langs die pad met ʼn detektor wat die klankgolwe se frekwensie as 450 Hz registreer soos die polisiemotor haar nader. Nadat die polisiemotor by haar teen ʼn konstante spoed verbygery het, word die frekwensie van die klankgolwe as 390 Hz geregistreer. Aanvaar dat die spoed van klank in lug 343 m·s-1 is. Bereken: 6.2.1 Die spoed waarteen die ambulans beweeg. (7) 6.2.2 Die frekwensie waarteen die sirene klankgolwe uitstraal. (3) [20] VRAAG 7 7.1 Drie puntladings word in ʼn reguitlyn geplaas. Hulle ladings is Q1 = +4 × 10−9 C, Q2 = +2 × 10−9 C en Q3 = -6 × 10−9 C. Die afstand tussen Q1 en Q2 is 2 × 10−2 m en die afstand tussen Q2 en Q3 is 4 × 10−2 m. 7.1.1 Definieer Coulomb se Wet in woorde (2) 7.1.2 Wat is die netto elektrostatiese krag op Q2 as gevolg van die ander twee ladings? (7) [9] TOTAAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNE 2017) FISIESE WETENSKAPPE V1 11 GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 1 (FISIKA) DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 1 (PHYSICS) 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 gravitasiekonstant G 6,67 × 10-11 N·m2·kg-2 Speed of light in a vacuum Spoed van lig in 'n vakuum c 3,0 × 108 m·s-1 Planck's constant Planck se konstante h 6,63 × 10-34 J·s Coulomb's constant Coulomb se konstante k 9,0 × 109 N·m2·C-2 Charge on electron Lading op elektron -e -1,6 × 10-19 C Electron mass Elektronmassa me 9,11 × 10-31 kg Mass of Earth Massa van Aarde M 5,98 × 1024 kg Radius of Earth Radius van Aarde RE 6,38 × 106 m TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES MOTION/BEWEGING vf vi a t Δx v i Δt 1 2 a t 2 or/of Δy v i Δt 1 2 a t2 vi vf vi vf vf 2 vi 2 2a x or/of v f 2 vi 2 2a y Δx Δt or/of Δy Δt 2 2 FORCE / KRAG Fnet ma p mv fs max = μsN fk = μk N Fnet Δt = Δp w mg Δp = mv f - mv i m1m 2 m1m 2 M M F=G or/of F=G g =G or/of g =G d2 r2 d2 r2 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com 12 FISIESE WETENSKAPPE V1 (EC/JUNIE 2017) WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING Fnet ma p mv fs max = μsN fk = μk N Fnet Δt = Δp w mg Δp = mv f - mv i m1m 2 m1m 2 M M F=G or/of F=G g =G or/of g =G d2 r2 d2 r2 WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG 1 v f T f v vL v vL c fL fs fL fb E hf or /of E h v vs v vb E = Wo + Ek(max) or/of E = Wo + K max where/waar E hf and/en W0 hf0 and/en E k (max) = 1 mv max 2 1 or/of K max = mv max 2 2 2 ELECTROSTATICS / ELEKTROSTATIKA kQ1Q 2 kQ F E r2 r2 W F V E q q Q Q n= or/of n= e qe Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com