Vraag 7Solar Orbiter
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?
- Bepaal eerst welke gegevens je uit figuur 1 en figuur 2 haalt, zoals de intensiteit en afstand op aarde en de kleinste afstand van Solar Orbiter tot de zon.
- Gebruik formule (1) om de constante k te bepalen met de gegevens van de aarde, en schrijf die stap op.
- Gebruik k opnieuw voor de positie van Solar Orbiter en reken de intensiteit daar uit.
- Vergelijk de uitkomst met de eis in figuur 3 en kies de juiste orde van grootte met een korte conclusie.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet niet de afstand van 43·10^6 km om te rekenen naar meters voordat je rekent, en let op de eenheid van k.
- Laat je berekening zien met de tussenstappen in plaats van alleen het eindantwoord op te schrijven.
- Eindig met een duidelijke conclusie die de berekende intensiteit koppelt aan de juiste orde van grootte uit de ontwerpeis.
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 februari 2020 werd de satelliet Solar Orbiter gelanceerd. Zie figuur 1. figuur 1 Deze satelliet gaat op relatief kleine afstand van de zon metingen doen aan het oppervlak van de zon. Als Solar Orbiter dichter bij de zon komt, zal hij door de zon fors worden opgewarmd.
Solar Orbiter nadert de zon tot een kleinste afstand van 43·10 6 km (gemeten vanaf het middelpunt van de zon). Zie schematisch en niet op schaal in figuur 2. figuur 2 De intensiteit I is het invallend vermogen van het zonlicht per m 2 bestraald oppervlak. Dit verandert met de afstand tot de zon volgens een omgekeerd kwadratisch evenredig verband: 1 I = k · (1) 2 r Hierin is: − k een constante; − r de afstand tot het middelpunt van de zon. 3 − 2 Op het aardoppervlak is I in de orde van grootte van 10 Wm . Om Solar Orbiter te beschermen tegen een te grote intensiteit van het zonlicht is een hitteschild ontworpen. De ontwerpers hebben hierover een regel opgenomen in het programma van eisen. Zie figuur 3. figuur 3 Programma van eisen Het hitteschild moet minimaal een intensiteit in de orde van grootte van − 2 Κ W m kunnen weerstaan. Op de puntjes in figuur 3 staat één van de volgende ordes van grootte: 2 4 6 8 10 , 10 , 10 of 10 .
Leg met figuur 2 en een berekening met formule (1) uit welke orde van grootte in de ontwerpeis staat.