Stencil geluid klas 2

1.        Geluid word veroorzaakt door trillingen.

Geluid wordt veroorzaakt door trillingen

Waar het geluid vandaan komt heet de bron.

De stof waardoor het geluid zich verplaatst heet het medium.

Het deel wat geluid ontvangt heet de ontvanger.

Hieronder zie je een voorbeeld van een bron en medium

Je ziet dat de bel trilt en op zijn buurt de lucht in beweging brengt.
De molecuul deeltjes botsen op elkaar en verplaatst geluid zich door de lucht`net zoals in de veer hieronder.

2.        Frequentie en trillingstijd.

Een bepaalde geluidstoon die je bijvoorbeeld maakt met een blokfluit kan je ook weergeven in een figuur.
Een zuivere toon ziet er uit als een golf. Deze golf trilling komen we overal tegen in de natuurkunde. De golf die je hier in herkend is bij het touwtje springen.

De wiskundige naam voor zo’n trilling is sinus zoals hiernaast getekend.

Ø  De hoogte van de golf (amplitude) geeft aan
hoe hard het geluid is (geluidsterkte in dB).

Amplitude: maximale uitwijking ten opzichte van de evenwichtstand.

Ø  De lengte van één trilling (periode) geeft aan hoe hoog de toon is,

hoe dichter de trillingen op elkaar staan hoe hoger de toon.
Hiervoor zijn twee begrippen:
         Trillingstijd (T in s) is de tijd van één trilling (Periode).
         Frequentie (f in Hz) aantal trillingen in 1 sec.

Met deze gegevens kunnen we rekenen:

3.        frequentie uitrekenen en meten met de oscilloscoop.

Het apparaat waarmee we één elektrisch signaal zichtbaar kunnen maken heet: Oscilloscoop.

De oscilloscoop heeft twee belangrijke instellingen

1.    De tijd in seconde per blokje (eenheid s/div)
div staat voor devision wat deel betekend.

2.    De amplitude
De uitwijking t.o.v. de evenwichtstand.

Een hokje op het scherm noemen we een division (deel)
Bij het instellen van de tijd praten we dan ook over het aantal s/div.
Dit wil zeggen het aantal seconden dat een hokje duurt.

In het figuur hiernaast kunnen we tellen dat één trilling 5 hokje lang is.
De tijd is bv. Ingesteld op 3ms/div.
Dan kunnen we berekenen dat de trillingstijd T = 5 • 3 ms = 15 ms  (milliseconden).

Dan weten we dat  de frequentie

4.        Muziekinstrumenten:

Uit ervaring weten we dat als een elastiek strakker wordt gespannen, het elastiek ook sneller terug veert.

Van een schommel weten we dat des te langer het touw is des te langer het duurt voor je heen en weer bent gegaan.

Zo werkt het ook met geluid.

De lengte van een snaar of luchtkolom is:

Ø  langer met als gevolg een lagere toon.
Er is meer tijd nodig om heen en weer te gaan (grotere periodetijd).

Ø  korter met gevolg één hogere toon.
Er is minder tijd nodig om heen en weer te gaan (kortere periodetijd).

De spanning van een snaar is:

Ø  losser, dan beweegt de snaar langzamer heen en weer met als gevolg een lagere toon.

Ø  strakker, dan beweegt de snaar sneller heen en weer met als gevolg een hogere toon.

De dikte van een snaar neemt:

Ø  toe dan beweegt de snaar moeilijker heen en weer met als gevolg een lagere toon.

Ø  af dan beweegt de snaar makkelijker heen en weer met als gevolg een hoge toon.

5.        Geluidssnelheid

Geluid beweegt van a naar b met een bepaalde snelheid.
Dat geluid een bepaalde tijd nodig heeft om van a naar b te komen herkennen we het best met een echo.

Het geluid heeft tijd nodig om bijvoorbeeld via de bodem van een put weer terug te komen bij je oor.

Voor elke stof is deze snelheid uniek (stofeigenschap) en kunnen we voor een aantal stoffen vinden in de Binas.

Bij lucht van 20 graden Celsius de snelheid altijd 343 m/s

6.        Snelheid van geluid uitrekenen.

 s = v * t       (afstand  =  snelheid  *  tijd)    

afstand        (s)      in meters              (m)

tijd              (t)      in seconde            (s)

snelheid       (v)     in meter per seconde      (m/s)

Je kunt met deze formule ook de tijd en de snelheid uitrekenen.

Denk er bij echo en sonar aan dat de afstand en/of tijd die je gebruik voor de heen en terugweg van het geluid is.

Deze moeten dan nog door twee worden gedeeld!

Voorbeeldvraag:

Ik roep in een put en na 4s hoor ik de echo.

De geluidssnelheid door lucht is 343 m/s

Bereken hoe diep de put is.

1.   Verzamel gegevens

s = ?

v = 343 m/s

t = 4 s

2.   Formule

s = v • t

3.   Invullen

s = 343 m/s • 4 s

4.   uitkomst

s = 1372 m

het geluid legt dus 1372 m af

dat is heen en terug

de put is dus 1372 m / 2 = 686 m diep

Je mag natuurkijk ook van tevoren de tijd door 2 delen.

7.        Geluidsterkte:

Hoe hard geluid klinkt noemen we geluidsterkte.

Geluidssterkte (L) drukken we uit en decibel (dB)

Voor de geluidsterkte waarvan hiernaast een overzicht staat gebruiken we een makkelijke reken regel.

Bij een verdubbeling van het aantal bronnen neem de geluidssterkte met 3 dB toe.
Als voorbeeld praat een persoon met  geluidsterkte  van 60 dB

Andersom geld dus ook:
Als het aantal bronnen halveert gaat er 3 dB af.

Gevaar voor je oren krijg je als je te hard geluid te lang op je oren hebt.

80 dB duurt langer voor je oren beschadigd zijn dan 100 dB

20 dB met een frequentie van 50 Hz hoor je niet.
20 dB met een frequentie van 200 Hz hoor je wel.