les 13: Materiaal eigenschappen en natuurkundige verschijnselen

• Onderwijsassistenten
• MBO
• Studiejaar 2

Geluid en natuurkundige verschijnselen

Lesdoelen

Aan het einde van de les heb je de volgende doelen behaald:

• Student heeft kennis gemaakt met de techniektorens en weet hoe ermee te werken
• Student doet aan de hand van diverse leskisten uit de techniektorens onderzoek naar natuurkundige verschijnselen zoals licht, geluid, elektriciteit, kracht, magnetisme en temperatuur
• Student gaat op verantwoorde wijze om met de aangeboden materialen
• Bespreken uitje natuurcentrum Weizigt

Wat weet jij over geluid?

Wat	Onderzoek formulier invullen en mindmap
Hoe	Groepsopdracht (4 personen)
Hulp	Uit het hoofd
tijd	5 minuten
Uitkomst	Inzicht krijgen in de kennis die je al hebt over het geluid

Ontwikkeling van wetenschap geluid en technologie

• Geluid in een Amfitheater, interesse is duizenden jaren oud
• Muntje laten vallen en -->60m verder is het hoorbaar
• Lage tonen en hoge tonen
• De manier waarop materialen opgebouwd zijn, verklaart vaak het gedrag van de materialen
• Trapsgewijs omhoog
• Meteorologische omstandigheden als temperatuur, luchtvochtigheid en wind zorgt voor wisselende kwaliteit van het geluid 

Doe-opdracht: Dansende suikerkorrels

• Benodigheden: een emmer, plastic huishoudfolie, schepje suiker
• Bedek de opening van de emmer met huishoudfolie. Trek de folie goed strak
• Gooi de suiker over de folie
• Sla stevig in je handen, zing, gebruik muziek op je telefoon (begin eerst op 50 cm afstand van de emmer)
• Wat gebeurt er met de suikerkorrels?
• Verklaar je waarnememingen

Wat is geluid?

Geluid is een trilling

Geluidsbronnen zorgen dat de lucht gaat trillen.

De trllling gaat door de lucht naar jou oren.

Hoe komt geluid in je oor?

Er zijn 3 dingen nodig om geluid te horen:

1. Een geluidsbron
2. Een tussenstof
3. Een ontvanger

Geluidsbron

Dit maakt de trillingen

• Stembanden
• Muziekinstrumenten
• Bel
• Luidspreker / Speaker 

In een luidspreker zit een conus. Dit is een plaatje dat trilt. 

Hoe gebruiken we geluid?

Voor plezier

Voor waarschuwing

Voor communicatie

 Tussenstof

Waar de trilling doorheen kan.

• Lucht
• Water
• Metalen

Sommige tussenstoffen houden geluid ook tegen: Isolators

• Ramen, muren, piepschuim, oordoppen

 Ontvanger

Waar de trilling eindigt

• Microfoon
• Je oor

Decibel

• Decibel (dB): Dit is een maat voor geluidsniveau of intensiteit.
•  Decibel meet hoe luid of stil een geluid is. 
• Het is een logaritmische schaal, wat betekent dat een kleine verandering in dB een grote verandering in geluidssterkte kan betekenen. 
• Bijvoorbeeld, een toename van 10 dB wordt ervaren als een verdubbeling van de luidheid. 

• Pop- of rockconcert: 110-120 dB
• Dance- of EDM-evenementen: 110-125 dB
• Klassiek concert: 80-100 dB

Ter vergelijking: langdurige blootstelling aan geluid boven 85 dB kan al gehoorschade veroorzaken. Daarom is het bij concerten belangrijk om gehoorbescherming te gebruiken, vooral als het geluidsniveau in de buurt van 120 dB komt

DB

• Fluisteren ongeveer 30 dB
• Normaal gesprek ongeveer  60 dB
• Een luidkeels huilende baby slaagt erin om het aantal decibel van een motorfiets te behalen: ongeveer 80 dB.

Concert

Gehoorbescherming

Tinitus

Luid geluid: Geluidsniveaus boven de 85 decibel kunnen schadelijk zijn, vooral bij langdurige blootstelling. Bijvoorbeeld, een concert, club of bouwplaats kan het gehoor al na enkele minuten beschadigen als er geen bescherming wordt gebruikt.

Langdurige blootstelling: Zelfs geluiden onder de 85 dB kunnen op lange termijn gehoorschade veroorzaken. Denk aan muziek luisteren via oortjes op hoge volumes of werken in een lawaaierige omgeving zonder gehoorbescherming.

Plotselinge harde geluiden: Een harde knal of explosie kan ook leiden tot onmiddellijke gehoorschade, dit wordt vaak een akoestisch trauma genoemd.

Hoe versterk je geluid?

Zonder elektriciteit -> Klankkast

Met elektriciteit -> Versterker + Luidspreker

Toonhoogte

Er zijn veel verschillende muziekinstrumenten.

Een instrument met snaren noem je een snaarinstsrument. 

Als je de snaren van een snaarinstrument laat trillen, maken ze geluid. De snaren zitten vast aan een klankkast. Daardoor wordt het geluid harder en kun je het goed horen.

Sommige instrumenten hebben heel veel snaren, zoals de piano en de harp. Andere instrumenten hebben weinig snaren, zoals de gitaar en de contrabas.

Een snaarinstrument stemmen

Snaren kun je spannen. Spannen betekent: de snaren strakker aantrekken. Meestal gaat dat met een schroef op het instrument.  Een strakke snaar geeft een hoge toon. Maak je de snaar losser, dan wordt de toon lager. Op die manier kun je het instrument stemmen. De tonen klinken dan weer zuiver.

Doe-opdracht: de blikjes telefoon

Trillingstijd

Frequentie

frequentie = 1 ÷ trillingstijd

  

f = 1 ÷ T

f=​T​​1​​

Frequentie

Frequentie is het aantal trillingen per seconde.

Het symbool voor frequentie is de kleine letter f. 

De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz). 

Voorbeeld

Een voorwerp trilt met een frequentie van 250 Hz.

Hoe vaak trilt het voorwerp in 5 seconden?

Frequentie x tijd

250 Hz x 5 sec. = 1250 trillingen

Frequentiebereik

ultrasoon geluid: hoge frequentie, mens kan dit niet horen.

DE SNELHEID VAN GELUID

GELUIDSSNELHEID

De snelheid waarmee geluid zich verplaatst noem je de geluidssnelheid