6 Geluid

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo b, k, t
• Leerjaar 2

Geluidsbronnen en geluidstrillingen

• Een geluidsbron is een trillend
  voorwerp dat geluid opwekt.
  
  
• Wat is een trilling?
  
  
• Wat is dan geluid?
  

snaarinstrumenten

• Gitaar

blaasinstrumenten

slaginstrumenten

Trillingsdiagram

1

2

3

1. Een trilling is een zich
   herhalende beweging rond
   een evenwichtstand
   
   
2. De amplitude is de grootste
   uitwijking ten opzichte van
   de evenwichtsstand.
   Bij geluid bepaalt de amplitude het volume.
   Grote amplitude = hard geluid
   
   
3. De tijd voor één hele trilling
   is de trillingstijd.
   Bij geluid bepaalt de trillingstijd de hoogte van de toon.
   Kleine trillingstijd = hoge toon

Trillingstijd en frequentie

• Bij geluidstrillingen spreken we meestal niet over de trillingstijd.
• Liever hebben we het over de frequentie.
  
• De frequentie is het aantal trillingen dat
  past in één seconde.
  
• De eenheid die we dan gebruiken is Hertz
  (afgekort Hz = per seconde)
  
  
• Voorbeeld:
  trillingstijd = 3ms Wat is de frequentie?
  
• Eerst omrekenen naar seconden
  3ms = 0,003s
• Hoe vaak past 0,003s in 1 seconde
  
  
• 1 : 0,003 = 333
  
  
• dus de frequentie = 333 Hz
  
  

Het omgekeerde is ook waar

dus

De snelheid van het geluid

Geluid heeft een tussenstof nodig

• De snelheid van het geluid is niet in alle stoffen hetzelfde.
  
  
  
• Het is handig om de snelheid van het geluid in lucht uit je hoofd te weten.

Nee, natuurlijk hoef je dit niet uit je hoofd te weten.

Rekenen met geluidssnelheid

Percy zit in de Ziggodome bij een concert van lil kleine.

'Hij heeft de allergoedkoopste kaartjes en zit erg ver (85 m) van het podium.

Hij ziet dat de drummer op de grote trom slaat.

Hoe lang duurt het voordat hij de trom ook hoort?

1. Wat weten we?
   afstand = 85 m
   geluidssnelheid = 340 m/s (BINAS)
2. Wat moeten we uitreken?
   tijd? (Hoe lang doet het geluid erover)
3. Welke formule gebruiken we daarvoor?
   afstand = snelheid x tijd
   s = v x t
4. omschrijven:
   t = s : v
5. invullen:
   t = 85 : 340
6. uitrekenen:
   t = 0,25 s

Nog een keer rekenen

Kapitein Iglo maakt zich zorgen over de diepte van het water op de plek waar hij vaart.

Hij doet met behulp van SONAR een dieptemeting.

Het signaal dat hij uitzendt wordt na 0,05 seconde

terug ontvangen. Hoe diep is de zee?

1. Wat weten we?
   t (tijd) = 0,05 s
   v (geluidsnelheid) = 1510 m/s (BINAS, zeewater)
2. Wat moeten we uitrekenen?
   s (De afstand die het geluid aflegt)
3. Welke formule kunnen we gebruiken?
   s = v x t
4. Omschrijven (hoeft niet)
5. Invullen
   s = 1510 x 0,05 = 75m
6. Is dat het antwoord op de vraag?
   Nee, het geluid moet naar de bodem en terug naar het schip. De diepte = 75 : 2 = 37,5m

meter per seconde en kilometer per uur

• In het dagelijks leven gebruiken we vaak als
  eenheid voor snelheid kilometer per uur (km/h)
  
• In de natuurkunde werken we vaker met de
  S.I.-eenheden meter per seconde (m/s)
  
• Hoe kunnen we deze in elkaar omrekenen?
  
  

1. 1km/h = 1000m/h
   
   
2. 1000m/h = 1000m/3600s
   
   
3. 1000m/3600s = 1000/3600 m/s
   
   
4. 1000/3600 m/s = 1/3,6 m/s
   
   
5. 1/3,6 m/s = 0,28 m/s
   
   
6. van km/h naar m/s: : 3,6
   
   
7. van m/s naar km/h: x3,6

Het gehoor

• We hebben al gezien hoe geluidt wordt gemaakt en zich voortplant (klik)
• We kijken nu hoe dat geluid bij ons gehoor aankomt (klik)
  
  
• Mensen horen niet alle geluiden.
  (online toongenerator)
• We kijken in de animatie van ons gehoor naar ons audiogram (klik)
  
• (jonge) Mensen met een gezond gehoor kunnen geluiden horen tussen
  20 Hz en 20.000 Hz>
• Hierbij zitten ook alle geluiden uit ons dagelijks leven.
• Voor mensen met gehoorverlies of oude mensen kan dat heel anders zijn.
  
  
• Sommige dieren horen veel meer

Geluidssterkte

• Een geluid van 80 dB is niet 2x zo hard dan een geluid van 40 dB.
  
  
• Bij de decibel schaal geldt:
  3 dB er bij betekent een verdubbeling van de geluidsterkte
• dus 43 dB is 2x zo hard als 40 dB
  
  
• 46 dB is weer 2x zo hard als 43
  
  
• 46 = 40 + 3 + 3 dus
  46 = 2 x 2 = 4x zo hard als 40
  
  
• 55 = 40 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3
  dus 55 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 32 x zo hard

De geluidsterkte wordt uitgedrukt in decibel (dB).

Dit is een heel vreemde schaal

Geluidssterkte en gehoorverlies

• Harde geluiden kunnen gehoorschade veroorzaken
  
  
• Dit kan met geluiden vanaf 80 dB
  
  
• 80 dB kan na 8 uur schade geven
• 83 dB na 4 uur
• 86 dB na 2 uur
• 89 dB na 1 uur
  
  
• iedere 3 dB erbij betekent een halvering van de tijd dat je dit zonder schade kunt hebben
  
  
• Een danceparty (103 dB) kan schade veroorzaken
  (veel bezoekers hebben dan ook oordopjes in)
  
  
  
• test je eigen gehoor (klik)