H8.4 B2TH Geluidsoverlast bestrijden

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1

Wat gaan we deze les doen?

1. Herhaling: H8.2 en H8.3                                                              (10 min)
2. Samenvatting: H8.4 Geluidsoverlast bestrijden                  (20 min)
3. Kahoot                                                                                       (15 min)
4. Maak: H8.4 opdracht 1 t/m 11                                                      (20 min)

Welke toon is het hoogst?

1. P
2. Q

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

Frequentie

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

• De frequentie is het aantal trillingen per seconde
• Frequentie wordt gemeten in de eenheid Hertz (Hz)

• Bij een frequentie van 100 Hz, bewegen de benen van een stemvork dus 100 keer per seconden heen en weer;
•  Hoe hoger de frequentie -> hoe hoger de toon

Herhaling

Doel: demonstreren hoe geluidstrillingen onderzocht kunnen worden met behulp van een oscilloscoop.

Nodig: oscilloscoop, toongenerator, luidspreker, microfoon, stemvork op klankkast, hamertje, (diverse muziekinstrumenten).

Uitvoering:

– Sluit de toongenerator aan op de oscilloscoop. Stel de toongenerator in op 1 Hz. Stel de tijdbasis van de oscil-loscoop in op 0,5 s/div. Op het scherm is dan duidelijk een trillend punt te zien.

– Leg uit dat de uitwijking van het punt bepaald wordt door de grootte van de spanning die de toongenerator levert. Doordat de spanning steeds verandert, beweegt het punt steeds op en neer.

– Voer de frequentie van het signaal van de toongenerator langzaam op. Stel ondertussen de tijdbasis in op steeds lagere waarden. Ga daarmee door tot er op het scherm een mooi golfspoor is te zien.

– Leg uit hoe de frequentie van het signaal van de toongenerator bepaald kan worden aan de hand van dit golfspoor. Bepaal samen met de leerlingen hoe groot die frequentie op dit moment is.

– Sluit de luidspreker aan op de toongenerator. Leg uit dat de wisselspanning die de toongenerator levert ervoor zorgt dat de conus van de luidspreker gaat trillen (met dezelfde frequentie als de wisselspanning).

– Maak de frequentie van het signaal hoger. Vraag de leerlingen wat er verandert aan het oscilloscoopbeeld en het geluid van de luidspreker. Verander de frequentie vervolgens nog een paar keer. Laat de leerlingen nu zelf een conclusie trekken.

– Sluit de microfoon aan op de oscilloscoop. Zet de stemvork voor de microfoon. Sla de stemvork aan. Op het scherm van de oscilloscoop wordt nu het geluid van de stemvork weergegeven.

– Leg uit dat de microfoon de drukverschillen van het geluid omzet in een wisselspanning. De frequentie van de wisselspanning is gelijk aan de frequentie van het geluid.

– Bepaal de frequentie van de toon van de stemvork.

– Laat ten slotte zien hoe de oscilloscoop de hoge en lage tonen van enkele muziekinstrumenten weergeeft.

Welke toon is het hardst?

1. P
2. Q

Je kunt uitleggen wat het verband is tussen de geluidssterkte en de amplitude van een trilling

Geluidssterkte en Amplitude

• De geluidssterkte geeft aan hoe hard het geluid is dat door de geluidsbron wordt geproduceerd;
• De afstand tussen het midden van de trillingen en hun uiterste stand = de amplitude van de trillingen;
• De geluidssterkte wordt bepaald door de amplitude. Hoe harder een geluid, hoe groter de amplitude. Als het geluid wegsterft, wordt de amplitude nul.

Herhaling

Hermke slaat een stemvork aan, die daardoor een toon gaat produceren. Deze toon wordt steeds zachter.
Welke van de volgende beweringen is juist?

1. De amplitude blijft even groot en de frequentie neemt af.
2. De amplitude en de frequentie blijven allebei even groot.
3. De amplitude en de frequentie nemen allebei af.
4. De amplitude neemt af en de frequentie blijft even groot.

Je kunt uitleggen wat het verband is tussen de geluidssterkte en de amplitude van een trilling

Geluidssterkte en Amplitude

• De geluidssterkte geeft aan hoe hard het geluid is dat door de geluidsbron wordt geproduceerd;
• De afstand tussen het midden van de trillingen en hun uiterste stand = de amplitude van de trillingen;
• De geluidssterkte wordt bepaald door de amplitude. Hoe harder een geluid, hoe groter de amplitude. Als het geluid wegsterft, wordt de amplitude nul.

Herhaling

Kevin speelt gitaar. Een van de snaren is te hoog gestemd.
Wat moet Kevin doen om de snaar lager te laten klinken?

1. Hij moet de snaar korter maken.
2. Hij moet de snaar losser spannen.
3. Hij moet de snaar strakker spannen.
4. Hij moet een dunnere snaar erin spannen.

In figuur 2 is een harp getekend. Een echte harp heeft heel veel snaren, maar hier zijn er maar vier getekend.
Met welke snaar kun je de laagste tonen produceren?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt

Snaarinstrumenten

1. De dikte van de snaar: hoe dikker de snaar, hoe lager de toon;
2. De lengte van de snaar: hoe langer de snaar, hoe lager de toon; 
3. De spanning van de snaar; hoe lager de spanning, hoe lager de toon; 

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.

Een snaarinstrument kan je stemmen door de snaren de juiste spanning te geven. 

Geluid kun je zichtbaar maken met een:

1. toongenerator
2. oscilloscoop
3. audiogram
4. periscoop

Een geluid heeft een bepaalde geluidssterkte.
Welke eenheid gebruik je voor de geluidssterkte?

1. dB(A)
2. Hz
3. mm
4. m/s

Je kunt uitleggen hoe de geluidssterkte afhangt van de afstand tot de geluidsbron.

De decibelschaal

• De eenheid van geluidssterkte is de decibel (dB);
• 0 dB is de gehoordrempel. (Dat betekend niet dat er geen geluid is)
• De geluidssterkte meet je met een Decibelmeter
• Geluidsterkte hangt af van de afstand tot de geluidsbron -> dichterbij de bron meet je een grotere geluidssterkte. 

Herhaling

Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen de dB(A) en de dB-schaal.

• Omdat de gevoeligheid van je oren niet hetzelfde is voor alle frequenties, hebben decibelmeters een A-filter;
• Dit filter maakt de meter minder gevoelig voor lage en erg hoge frequenties;
• De meter kan zo de geluidssterkte nabootsen zoals we die met onze oren waarnemen.

dB(A) en dB-schaal

Herhaling

Wat is de geluidssnelheid?

1. De snelheid waarmee geluid door lucht reist
2. De snelheid waarmee geluid door een tussenstof reist
3. De snelheid waarmee een bliksemflits reist
4. De snelheid waarmee een geluidsgolf zich verplaatst

Aan geluidsgolven kun je zien wat de toonhoogte van het geluid is.

Een hogere toon:

1. trilt minder vaak per seconde
2. trilt vaker per seconde
3. heeft een grotere uitwijking
4. heeft een kleinere uitwijking

Trillingstijd en frequentie

• Met de trillingstijd kan je de frequentie berekenen
• Als de trillingstijd 0,1 s is, dan gaan er 10 trillingen in 1 seconde. De frequentie is dan 10 Hz. 
• Oftewel: 

frequentie=​trillingstijd​​1​​

Herhaling

• Bij een frequentie van 100 Hz, bewegen de benen van een stemvork dus 100 keer per seconden heen en weer;
•  Hoe hoger de frequentie -> hoe hoger de toon

Je weet dat een verdubbeling van de frequentie betekent dat de toon een octaaf hoger is

Octaven

Je weet dat een verdubbeling van de frequentie betekent dat de toon een octaaf hoger is

• De A-snaar van een gitaar is een lage bastoon van 110 Hz;
• Als je daarna een toon van 220 Hz speelt, hoor je weer een A! (maar dan hoger);
• Dat noem je een octaaf hoger;
• Voor elke toon geldt: als je de frequentie verdubbelt, krijg je dezelfde toon weer terug. 

Demo 9 - gitaar

 

Herhaling

Je kunt beschrijven dat de gehoordrempel en de pijngrens afhangen van de frequentie 

• De gehoordrempel is de geluidssterkte waarbij je het geluid net begint te horen;
• De gehoordrempel hangt dus af van de frequentie;
• Je gehoor is het meest gevoelig voor tonen rond 4000 Hz;
• De pijngrens is de geluidsterkte waarbij je oren pijn beginnen te doen

Gehoordrempel en pijngrens

Herhaling

Wat gaan we deze les doen?

1. Herhaling: H8.2 en H8.3                                                              (10 min)
2. Samenvatting: H8.4 Geluidsoverlast bestrijden                  (20 min)
3. Kahoot                                                                                       (15 min)
4. Maak: H8.4 opdracht 1 t/m 11                                                      (20 min)

Stappenplan samenvatting maken

• Als je de structuur van de lesstof gebruikt, dan kun je het beste je samenvatting per paragraaf opbouwen. Je kunt daarvoor het volgende stappenplan gebruiken:
  
• Bekijk de leerdoelen en lees de lesstof nog eens rustig door.
  
• Noteer in een paar zinnen wat de belangrijkste boodschap is van de paragraaf.
  
• Onderstreep of arceer nu de belangrijkste delen van de tekst. Noteer de belangrijkste woorden. Let op: Maak onderscheid tussen hoofdzaken en bijzaken. Onderstreep of arceer niet te veel tekst.
  
• Formuleer nu de samenvatting in je eigen woorden.

De volgende vragen helpen je om een samenvatting te maken:

• Hoe ontstaat geluid en hoe komt het dat je geluid hoort?
  
• Met welke formule kun je berekenen welke afstand een geluid heeft afgelegd?
  
• Noem drie factoren die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.
  
• Leg uit hoe je met een oscilloscoop de frequentie van een geluid kunt bepalen.
  
• Wat is het verband tussen de amplitude van een trilling en de geluidssterkte?
  
• Met welk apparaat wordt de geluidssterkte gemeten?
  
• De geluidssterkte wordt uitgedrukt in dB(A). Wat geeft de (A) aan?
  
• Aan welke grafiek kun je zien of je gehoor beschadigd is? Leg uit wat er wordt gemeten bij het opstellen van zo’n grafiek.
  
• Op welke drie manieren kun je geluidsoverlast bestrijden? Geef van elke manier een voorbeeld.

..

Je kunt uitleggen vanaf welke geluidssterkte je gehoor beschadigd kan raken.

Je kunt uitleggen waarom het belangrijk is om je oren niet te veel bloot te stellen aan hard geluid.

Schadelijk geluid

• Je gehoor loopt zeker schade op als de geluidssterkte groter is dan 140 dB(A).
• Maar ook als je langdurig blootstaat aan geluid van meer dan 80 dB(A), kan je gehoor beschadigd raken.
• Piep in je oor
• Inmiddels heeft in Nederland ruim een half miljoen jongeren tussen de 16 en 30 jaar blijvende gehoorschade!
• Als een arts vermoedt dat je gehoor beschadigd is, kan hij een audiogram laten maken (figuur 1).

Je kunt uitleggen waarom het belangrijk is om je oren niet te veel bloot te stellen aan hard geluid.

Audiogram

• Als je een goed gehoor hebt, wijkt de grafiek weinig van de nullijn af. 
• Als je gehoor beschadigd is, zijn de verschillen groter. 

Je kunt uitleggen waarom het belangrijk is om je oren niet te veel bloot te stellen aan hard geluid.

Audiogram

• Als je een goed gehoor hebt, wijkt de grafiek weinig van de nullijn af. 
• Als je gehoor beschadigd is, zijn de verschillen groter. 

Je kunt het verschil uitleggen tussen schadelijk en hinderlijk geluid.

Hinderlijk geluid

• Geluid dat je gehoor niet beschadigt, kan nog wel hinderlijk zijn.
• Of je een geluid hinderlijk vindt, hangt vaak van de situatie af. 
• Een feest bij de buren hoeft helemaal niet erg te zijn, totdat je gaat slapen en merkt dat de muziek toch behoorlijk hard staat. 

Je kunt uitleggen op welke drie manieren je geluidsoverlast kunt bestrijden.

Maatregelen tegen geluidshinder

Bij de bron

Tussen de bron en de ontvanger

Bij de ontvanger

• Dit zijn maatregelen waardoor de bron – het verkeer – minder geluid gaat produceren. 
• Dat kan bijvoorbeeld door snelwegen te asfalteren met geluidsarm asfalt. 
• Of door autobanden die minder lawaai maken. 

• Tussen een weg en een woongebied, zoals geluidswallen en geluidsschermen. 
• Ook worden langs snelwegen vaak grote bedrijfsgebouwen gebouwd. 
• Die moeten het geluid tegenhouden voor een woonwijk die verderop ligt.

• Dit zijn de maatregelen die in het woongebied genomen worden. 
• Huizen die dicht bij een snelweg staan, worden bijvoorbeeld extra goed geïsoleerd. 
  

Je kunt uitleggen op welke drie manieren je geluidsoverlast kunt bestrijden.

Geluid dempen en terugkaatsen

• Een geluidsscherm kaatst het geluid terug naar de snelweg. 
• Het geluid kan de huizen en flats langs de snelweg daardoor niet bereiken. 
• Materiaal dat geluid moet terugkaatsen, is hard en heeft een glad oppervlak.

Je kunt uitleggen wat de reductiewaarde van geluidsisolatie is

Geluidsisolatie

• Geluidshinder wordt vaak bestreden met geluidsisolatie. 
• De isolatie kan aangebracht worden bij de bron van het geluid, zoals in figuur 5. 
• De geluidstrillingen worden door de isolatie veel zwakker.

• Isolatie kan ook aangebracht worden bij de ontvanger. 
• Werknemers die met lawaaiige machines werken, zijn verplicht oorkappen of oordopjes te dragen.

Je kunt uitleggen wat de reductiewaarde van geluidsisolatie is

Geluidsisolatie in gebouwen

• In tabel 1 staan meetgegevens van een bepaald soort geluidsisolatie. 
• Je ziet met hoeveel dB(A) de geluidssterkte buiten afneemt. 
• Dit noem je de reductiewaarde. 
• Voor een toon van 500 Hz is de reductiewaarde 34 dB(A). Als je voor het isoleren buiten 90 dB(A) zou meten, is daar na het isoleren nog maar 56 dB(A) van over.

..

..

..

..

..

..

..

..

..

Aan de slag!

1. Herhaling: H8.2 en H8.3
2. Uitleg: H8.4 Geluidsoverlast bestrijden
3. Maak: H8.4 opdracht 1 t/m 11
   

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd.

Stel 1 vraag over iets dat je nog niet zo goed hebt begrepen.