Technical Sciences Grade 12 P1 Eastern Cape Mock 2023 QP

NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2023 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 PUNTE: 150 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 17 bladsye, insluitend 3 bladsye datablaaie.

2 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. 2. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK. 3. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 4. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 5. Laat EEN reël oop tussen twee sub-afdelings, bv. tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. 6. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 7. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. 8. Rond jou finale numeriese antwoord tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke af. 9. Gee kort (bondige) motiverings, verduidelikings, ensovoorts, waar nodig. 10. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die korrekte letter (A–D) langs die vraagnommers (1.1 tot 1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.11 D. 1.1 ʼn Voorwerp behou sy toestand van uniforme snelheid of rus totdat … A dit deur traagheid beïnvloed word. B spanning daarop inwerk. C ʼn netto krag daarop inwerk. D dit deur gravitasie beïnvloed word. (2) 1.2 ʼn Meisie vang ʼn krieketbal. Beskou die aksiekrag as die kontak wat die bal teen die meisie se hand uitoefen. Wat is die reaksie van hierdie krag? A Die impak wat in die meisie se skouer gevoel is. B Die krag wat haar hand op die bal uitoefen. C Die wrywing wat die grond op die meisie se skoene uitoefen. D Geeneen van die bogenoemde nie. (2) 1.3 Die SI-eenheid van impuls is … A N•s-1. B N•s. C J•s-1. D J•s. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

4 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) 1.4 Drywing word as die … gedefinieer. A tempo waarteen arbeid verrig word B produk van massa en snelheid C tempo waarteen snelheid verander D produk van massa en versnelling (2) 1.5 Staalballe word op dieselfde tydstip in vier verskillende vloeistowwe laat val, en neem verskillende tye om na die bodem van elke proefbuis te val. Watter vloeistof het die hoogste viskositeit? A B C D (2) 1.6 In die diagram hieronder word ʼn voorwerp voor ʼn konvergerende lens op ʼn afstand minder as F geplaas. Die beeld wat deur hierdie lens gevorm word is … 2F F Voorwerp F 2F A reëel, omgekeerd en verklein. B reëel, omgekeerd en vergroot. C virtueel, regop en vergroot. D virtueel, regop en verklein. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 5 1.7 Vesel optika-kabels wat in kommunikasie gebruik word, gebruik die beginsel van … A gewone weerkaatsing van lig. B verspreide weerkaatsing van lig. C breking van lig. D totale interne weerkaatsing van lig. (2) 1.8 Watter van die volgende is die korrekte volgorde van elektromagnetiese golwe in ORDE van AFNEMENDE GOLFLENGTE? A Gamma-strale → X-strale → Infrarooi-golwe → Radiogolwe B Radiogolwe → Infrarooi-golwe → X-strale → Gamma-strale C X-strale → Radiogolwe→ Gamma-strale → Infrarooi-golwe D Infrarooi-golwe → Radiogolwe → X-strale → Gamma-strale (2) 1.9 ʼn Grafiek van drywing-teenoor-stroom word hieronder getoon. Drywing (W) Stroom (A) Die gradiënt van hierdie grafiek verteenwoordig … A potensiaalverskil. B EMK. C arbeid verrig. D weerstand. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

6 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) 1.10 Op watter EEN van die volgende stellings is die waarde van die volt of stroom wat deur ʼn WS-generator opgewek word, NIE afhanklik NIE? A Spoed waarteen die spoel of magneetveld roteer. B Die pole van die permanente magneet. C Sterkte van die magneetveld. D Aantal windings in die spoel. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 7 VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Blok met massa 3 kg word oor ʼn ruwe horisontale oppervlak met ʼn krag van 25 N teen ʼn hoek van 30° met die horisontaal getrek. ʼn 1 kg-blok word met ʼn ligte, onrekbare tou daaraan verbind. Die wrywingskrag tussen die oppervlak en die 1 kg-blok is 0,8 N. 25 N 30° 1 kg 3 kg 2.1 Definieer Newton se Tweede Bewegingswet in woorde. (2) 2.2 Teken ʼn vryeliggaamdiagram, met byskrifte, van die 3 kg-blok. (5) 2.3 Bereken die normaalkrag op die 3 kg-blok. (4) 2.4 Watter tipe wrywingskrag werk op hierdie sisteem in? (1) 2.5 Indien die wrywingskrag op die 3 kg-blok 3,38 N is, bereken die versnelling van die sisteem as gevolg van die nettokrag. (5) 2.6 Watter tipe krag is in die tou teenwoordig? (1) 2.7 Wat sal met die wrywingskrag gebeur indien die hoek wat die 30 N krag met die horisontaal maak, verklein word na 20°? Skryf slegs NEEM TOE, NEEM AF of BLY DIESELFDE. Verduidelik jou antwoord. (3) [21] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

8 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Trok met massa 12 000 kg, ry teen ʼn snelheid van 20 m•s-1 ooswaarts en bots met ʼn stilstaande motor met massa 2 000 kg. Na die botsing is die trok en motor aanmekaar geheg en beweeg saam as ʼn enkele, geïsoleerde sisteem, soos in die diagram hieronder getoon. N 20 m•s-1 v W E by rus 12 000 kg 2 000 kg 12 000 kg S Voor botsing Na botsing 3.1 Stel die beginsel van die behoud van lineêre momentum in woorde. (2) 3.2 Bereken die eindsnelheid van die sisteem na die botsing. (5) 3.3 Is die botsing ELASTIES of ONELASTIES? Gebruik ʼn berekening om jou antwoord te regverdig. (5) 3.4 Dit is ʼn industriële voorwaarde vir moderne motors om ʼn frommelsone te het. Verduidelik hoe hierdie veiligheidskenmerk passasiers tydens ʼn botsing veilig hou. (3) 3.5 ʼn Sokkerbal met massa 450 g beweeg oor ʼn horisontale vloer in ʼn reguit lyn teen ʼn spoed van 6 m∙s-1. Dit tref ʼn muur en bons terug teen 4,5 m∙s-1 direk na die botsing. Die bal is in kontak met die muur vir 0,16 s. 3.5.1 Bereken die grootte van die krag wat die muur op die bal uitoefen. (4) 3.5.2 Indien die bal met die muur vir 0,2 s in kontak is, sal die netto krag GROTER AS, KLEINER AS of GELYK AAN die antwoord in VRAAG 3.5.1 wees? Verduidelik jou antwoord. (2) [21] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 9 VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Leerder beweeg ʼn krat oor ʼn ruwe horisontale oppervlak met ʼn trekkrag van 45 N teen ʼn hoek van 25° aan die horisontaal oor ʼn 5 m pad van P na Q. Die wrywingskrag van P na Q is 1,6 N. 45 N 25° P 5m Q 4.1 Definieer die term arbeid verrig in woorde. (2) 4.2 Bereken die: 4.2.1 Netto arbeid verrig deur die krat van P na Q te beweeg (4) 4.2.2 Drywing wat die leerder gebruik om die krat van P na Q in 7 s te beweeg (3) 4.3 Indien die krat oor ʼn langer afstand beweeg word, hoe sal dit die grootte van die netto arbeid verrig, beïnvloed? Skryf slegs VERHOOG, VERLAAG of BLY DIESELFDE. Verduidelik jou antwoord. (3) 4.4 ʼn 15 kg-Pendulum word aan die dak deur ʼn onrekbare tou vasgeheg en swaai vanuit RUS by punt A, wat ʼn hoogte h bokant die grond is. By punt B is die pendulum helfte van die hoogte bokant die grond as by punt A en teen ʼn snelheid van 14 m•s-1 beweeg. Ignoreer die effek van lugweerstand. 15 kg A 15 kg h B 4.4.1 Stel die beginsel van die behoud van meganiese energie in woorde. (2) 4.4.2 Bereken h die hoogte van die pendulum by punt A. (4) [18] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

10 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Metaaldraad met ʼn deursnee van 1,8 mm rek wanneer ʼn 12 N krag daarop toegepas word. Die draad X is aanvanklik 2 m lank en rek tot by Y totdat dit 2,006 m lank is. X 2m Ø = 1,8 mm Y 0,006 m 12 N 5.1 Definieer die term rekking. (2) 5.2 Bereken die: 5.2.1 Drukking in die draad (4) 5.2.2 Rekking in die draad (3) 5.2.3 Draad se elastisiteitsmodulus (3) 5.3 ʼn Hidrolise hyser word gebruik om ʼn klein trok met massa 3 500 kg te lig. Die suier by A2 word gebruik om die trok te lig, en dit het ʼn deursnit area van 7,49 m2. Die deursnit-area van die insetsuier by A1 word as 0,54 m2 gegee. 3 500 kg F1 A1 = 0,54 m2 A2 = 7,49 m2 5.3.1 Stel Pascal se wet in woorde. (2) 5.3.2 Bereken die druk in die vloeistof van hierdie hidrolise sisteem. (3) 5.3.3 Bereken die krag wat by A1 toegepas moet word om die trok te lig. (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 11 VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 6.1 Gebruik die diagram hieronder om die volgende vrae oor die weerkaatsing van lig vanaf ʼn plat spieël te beantwoord. A θ1 Spieël B θ2 C 6.1.1 Stel die wet van die weerkaatsing van lig. (2) 6.1.2 Identifiseer B en C in die diagram. (2) 6.2 Bestudeer die diagram van die breking van lig in verskillende mediums en beantwoord die volgende vrae. Medium 1 Medium 2 6.2.1 Definieer die term breking van lig. (2) 6.2.2 Watter optiese medium in die diagram het die HOOGSTE optiese digtheid? Skryf slegs MEDIUM 1 of MEDIUM 2 en verduidelik jou antwoord. (2) 6.2.3 Noem TWEE voorwaardes vir totale interne weerkaatsing. (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

12 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Elektromagnetiese golwe kan deur ʼn vakuum voortplant. 7.1 Definieer elektromagnetiese golwe. (2) 7.2 Verduidelik kortliks hoe die polisie van ultraviolet bestraling in forensiese wetenskap gebruik maak om ʼn misdaadtoneel te ondersoek. (3) 7.3 Bereken die golflengte van ʼn foton ligstrale wat 2,49 x 10-19 J energie het. (5) [10] VRAAG 8 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Potensiaalverskil van 240 V word oor die twee parallelle plate van ʼn kapasitor toegepas. Die plate het ʼn oppervlakte van 3,5 m2 en is 4 mm van mekaar af. Geleidingsplate A = 3,5 m2 d = 4 mm Diëlektrikum 8.1 Definieer die term kapasitansie. (2) 8.2 Bereken die kapasitansie van die kapasitor. (4) 8.3 Bereken die lading op elke plaat. (3) [9] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 13 VRAAG 9 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) In die stroombaandiagram hieronder het die battery ʼn emk van 12 V. Ignoreer die interne weerstand van die battery. A S 4Ω 6Ω 7Ω V Die skakelaar is nou gesluit. 9.1 Definieer Ohm se wet in woorde. (2) 9.2 Bereken die: 9.2.1 Totale weerstand in die stroombaan (4) 9.2.2 Lesing op ammeter A (3) 9.2.3. Drywing van die 6 Ω resistor (3) [12] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

14 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 10 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 10.1 Die skets hieronder illustreer Faraday se wet van elektromagnetiese induksie. 10.1.1 Stel Faraday se wet van elektromagnetiese induksie in woorde. (2) 10.1.2 Skryf TWEE maniere neer hoe die afwyking van die galvanometer se naald vergroot kan word. (2) 10.2 700 draaie Ysterkern 70 draaie Primêre Sekondêre spoel spoel Insetspanning 200 V 10.2.1 Definieer ʼn verlagingstransformator. (2) 10.2.2 ʼn Transformator het ʼn insetspanning van 200 V. Die aantal draaie op die primêre spoel is 700 en op die sekondêre spoel 70. Bereken die uitset spanning van hierdie transformator. (3) [9] TOTAAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 15 DATA FOR TECHNICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 1 GEGEWENS VIR TEGNIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 1 TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Acceleration due to gravity g 9,8 m·s-2 Swaartekragversnelling Speed of light in a vacuum c 3,0 x 108 m·s-1 Spoed van lig in ʼn vakuum Planck’s constant h 6,63 x 10-34 J·s Planck se konstante Electron mass me 9,11 x 10-31 kg Elektronmassa Permittivity of free space ɛ˳ 8,85 x 10-12 F.m-1 Permittiwiteit van vrye ruimte TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES FORCE/KRAG Fnet = ma p = mv fs maks = μsN fk = μkN Fnet Δt = Δp Δp = mv f – mv i Fg = mg L e MA = = E l Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

16 TEGNIESE WETENSKAPPE V1 (EC/SEPTEMBER 2023) WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING W = FΔxcosθ U= mgh or/of EP = mgh 1 1 K= mv 2 Ek = mv 2 Wnet = FnetΔxcosθ 2 or/of 2 W Pave = Fvave / Pgemid = Fvgemid P= t ME = Ek + Ep ELASTICITY, VISCOSITY AND HYDRAULICS/ELASTISITEIT, VISKOSITEIT EN HIDROULIKA Δ F ε= = L A σ F1 F =K = 2 ε A1 A 2 F P = ρgh P= A ELECTROSTATICS / ELEKTROSTATIKA Q εο Α C= C= V d Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) TEGNIESE WETENSKAPPE V1 17 CURRENT ELECTRICITY/STROOMELEKTRISITEIT V R= emf/emk ( ε )= I(R + r) I R s = R1 + R 2 + ... 1 1 1 = + + ... R p R1 R 2 W W = VQ P= Δt W = VI  t P = VI W = I2R  t P = I 2R V 2 Δt V2 W= R P= R ELECTROMAGNETISM/ELEKTROMAGNETISME Δϕ = BA Δϕ ɛ = - N Δt Vs N s = Vp Np WAVES, SOUND AND LIGHT / GOLWE, KLANK EN LIG v = fλ T= 1 f c E = hf or E = h. λ Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief