Vraag 22OSIRIS-REx
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- In het model draait het materiaal in een cirkel rond draaipunt D, dus bekijk welke kracht het op die baan houdt.
- Zoek de formule voor die kracht in het informatieboek en kijk welke symbolen daarin al bekend zijn.
- Bepaal welke grootheid je daarna nog moet meten om de massa uit de formule te halen.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf erbij welke grootheid je meet en waarom je die nodig hebt, anders krijg je geen punt.
- Noem ook de eenheid van de grootheid die je wilt meten.
- Kies geen grootheid die al in de opgave staat, zoals de lengte van de arm of de kracht F.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In 2016 werd de satelliet OSIRIS-REx gelanceerd. Deze satelliet moest een bezoek brengen aan planetoïde Bennu om bodemmonsters op te halen voor onderzoek. Een planetoïde is een klein hemellichaam dat net als een planeet in een baan rond de zon beweegt. Met behulp van observaties en metingen vanaf aarde hebben onderzoekers de massa van Bennu bepaald op 7,329 · 10 kg. 10 In 2020 arriveerde OSIRIS-REx bij Bennu. Om veilig te kunnen landen moest de valversnelling op Bennu bekend zijn. De onderzoekers hebben daarom een model van Bennu gemaakt. Bennu werd gemodelleerd als een bol met een straal van 2,45 · 10 2 m. Volgens dit model is de gravitatieversnelling op Bennu 1,2 · 10 5 keer zo klein als de valversnelling op aarde.
De valversnelling bleek te klein voor een echte landing. Daarom werd een andere methode gekozen: OSIRIS-REx maakte alleen met een robotarm contact met Bennu. Zie figuur 1. Tijdens het contact werd gas door de kop van de robotarm geperst. Dit gas liet stof van het oppervlak opwaaien. Dit stof werd verzameld in stofcontainers. Het gas perste zich ten slotte via openingen in de kop naar buiten. Zie schematisch in figuur 2. figuur 1 figuur 2 Het gas zorgde voor twee even grote krachten F aan de linker- en rechterkant van de kop. De verticale componenten van beide krachten zorgden ervoor dat de kop tegen het oppervlak van Bennu aangedrukt werd. Op de uitwerkbijlage is een vergroting van een deel van figuur 2 afgebeeld. Hierin is de richting van de kracht F ( F 3,3 = · 10 − 1 N ) aan de rechterkant weergegeven.
Door de kleine valversnelling was het moeilijk om nauwkeurig de massa te bepalen van het verzamelde materiaal. Om deze massa toch te kunnen bepalen, was een zogenaamde spin-manoeuvre bedacht. Tijdens deze manoeuvre werd de robotarm met het verzamelde materiaal volledig uitgestrekt. Vervolgens werd OSIRIS-REx met behulp van een stuwraket rondgedraaid. Zie figuur 3. figuur 3 Let op: de laatste opdrachten van dit examen staan op de volgende pagina. Van het ronddraaien van het materiaal kan een eenvoudig model worden gemaakt. In dit model draait het materiaal met onbekende massa m aan een massaloze arm met een bekende lengte rond een draaipunt D . Omdat de massa van OSIRIS-REx veel groter is dan de massa van het materiaal is D tevens het zwaartepunt van OSIRIS-REx. Zie het bovenaanzicht in figuur 4. figuur 4 De kracht van de robotarm op het materiaal werd gemeten.
Leg uit met behulp van een formule uit het informatieboek welke andere grootheid ook gemeten moest worden om de massa te kunnen bepalen.