Geluid introductie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 1

Geluid

Leerdoel

• Voorbeelden noemen van geluidsbronnen​
  
• Hoe geluid zich verspreid van een luidspreker naar je oren​
  
• Je kunt uitleggen wat een tussenstof is​
  
• De geluidssnelheid door lucht​
  
• Berekeningen maken met de geluidssnelheid​

Geluidsbronnen

                                                                    Welke geluidsbronnen kunnen                                                                         jullie nog bedenken?

Tussenstof

Tussenstof hoeft geen lucht te zijn.​ 

• Water​
• Metaal​ 
• Steen​ 

​Als er maar een tussenstof is.​

Geluid kan niet door niks heen.​

Iets moet er immers trillen.​

Ontvangers van Geluid

De snelheid van geluid

• Een geluidstrilling gaat met een bepaalde snelheid door een stof. Dit is afhankelijk van de soort stof waardoor de geluidstrilling zich verplaatst.​
  
• Geluidssnelheid is een
  stofeigenschap.​
• In lucht bij 20 °C verplaatst
   geluid zich met een snelheid ​

       v = 343 m/s

De formule

De geluidssnelheid kun je berekenen met de formule: ​

afstand = snelheid x tijd​

s = v x t​

​

Afstand s eenheid: m of km​

Snelheid v eenheid: m/s of km/h​

Tijd t eenheid: s of h​

In lucht bij 20 °C verplaatst geluid zich met een snelheid v = 343 m/s 

Formule

Afstand s           eenheid: m of km​

Snelheid v         eenheid: m/s of km/h​

Tijd t                     eenheid: s of h​

Denk eens aan onweer​

De lichtflits is met v = 300.000.000 m/s bij je oog​

De donder (geluid) met v = 343 m/s bij je oor.​

​

Als je het aantal seconden (t) tussen de flits en de donder weet kan je uitrekenen hoe ver (s) de bliksem weg is. ​

Berekening

Peter staat voor het raam en ziet een bliksemflits. ​

Na 7 seconden hoort hij de donder. Hoeveel km is het onweer bij Peter vandaan?

Gegeven:                                              Gevraagd:
Tijd          : t 7sec
Afstand : v 343m/s
snelheid: vxt

Voorbeeld opgave 2

Op oudjaarsdag steekt Pieter een cobra af. Imre, het zusje van Pieter, hoort na 3 seconden de knal Hoe groot is de afstand tussen Pieter en Imre​

​

Reken dit zelf even uit.

Op oudjaarsdag steekt Pieter een cobra af. Imre, het zusje van Pieter, hoort na 3 seconden de knal Hoe groot is de afstand tussen Pieter en Imre.

Gegeven en gevraagd                            Berekening

t = 3 s​                                                                t = 3 s​   

v = 343 m/s​                                                    v = 343 m/s​

​                                                                            s = v x t

s = v x t                                                              s = 343 x 3 = 1029 m = 1,03 km​

Aan de slag

Maak par 8.1 Alle opdrachten inclusief de groene opdrachten.

Geluidsbron

Een voorwerp dat geluid maakt doormiddel van trillingen.

Geluidsbronnen

Hoe horen we dan geluid?

Wanneer er een tussenstof is kan je geluid horen. De trillingen die de geluidsbron maken worden doorgegeven en die wordt dan door je oor ontvangen.

Ik zet een geluidsbron neer op een veldje. Ik zet jullie in groepjes op verschillende afstanden vanaf de bron. Wie horen dan als eerste het geluid?

1. Het groepje op 30 meter afstand
2. Het groepje op 50 meter afstand
3. Het groepje op 10 meter afstand
4. Het groepje op 70 meter afstand

Geluidssnelheid

Het groepje op 10 meter hoort het geluid als eerst omdat het geluid tijd nodig heeft om zich te verplaatsen. Wanneer je dichter bij de bron zit hoor je het dus eerder.

De snelheid van geluid kan verschillen, dit ligt aan de verschillende tussenstoffen.

Wanneer ik de afstand tussen mij en een geluidsbron verdubbel dan hoor ik het geluid...

1. Na dezelfde tijd als bij de originele afstand
2. 2 keer zo vroeg als bij de originele afstand
3. 4 keer zo vroeg als bij de originele afstand
4. 2 keer zo laat als bij de originele afstand

De familie Jansen heeft een zwembad in de tuin. In de zomer zwemmen ze vaak en maken ze veel geluid in het water.

Door welke tussenstof verplaatst het geluid van het water naar de oren van de zwemmers?

1. Water
2. Lucht
3. Zuurstof
4. Stikstof

Een luidspreker is een geluidsbron.
Wat trilt er bij een luidspreker als hij geluid maakt?

1. De stembanden
2. De snaren
3. De klankkast
4. De conus

Lisa roept haar naam in een 50 m diepe put. De snelheid van geluid in lucht is 340 m/s.

Bereken na hoeveel tijd Lisa de echo van haar naam hoort.

1. 0,147 sec
2. 0,294 sec
3. 14,706 sec
4. 29,412 sec

Het onweert in de verte. Anna ziet een bliksemflits. 10 seconden later hoort ze de donder. Hoe ver is het onweer van Anna verwijderd?

1. 3400 meter
2. 3600 meter
3. 4080 meter
4. 2880 meter

Tom kijkt naar een motorcrosswedstrijd. Hij zit op een afstand van 680 m van de baan. Met zijn verrekijker ziet hij de motoren om de bocht komen. Zodra hij een motor ziet, drukt hij zijn stopwatch in en wanneer hij het geluid van deze motor voor het eerst hoort, drukt hij hem weer in.

Welke tijd meet Tom?

1. 2,0 sec
2. 3,0 sec
3. 200 sec
4. 1,5 sec

8.2 Toonhoogte en frequentie

Leerdoelen:

• Ik kan het verband beschrijven tussen frequentie en het aantal trillingen en wat dit zegt over de toonhoogte. ​
  
• Ik kan aangeven hoe je dit zichtbaar kunt maken op een oscilloscoop.

Snaar instrumenten

De hoogte van de toon bij een snaarinstrument hangt af van 3 dingen.​

• Hoe dikker de snaar, hoe lager de toon / Hoe dunner de snaar, hoe hoger de toon​
  
• Hoe langer de snaar, hoe lager de toon / Hoe korter de snaar, hoe hoger de toon​
  
• Hoe lager de spanning, hoe lager de toon / Hoe hoger de spanning, hoe hoger de toon.​
  

​

Frequentie

HET AANTAL TRILLINGEN IN 1 SECONDE NOEMEN WE DE FREQUENTIE​

De grootheid is frequentie met symbool f​

De eenheid van frequentie is hertz, symbool Hz​

​

​

Hoe hoger de frequentie​ 

hoe hoger de toon​

OF hoe meer trillingen per s​

hoe hoger de toon​

Trillingstijd

TRILLINGSTIJD IS DE TIJD DIE NODIG IS VOOR 1 TRILLING ​

De grootheid is trillingstijd met symbool T​

De eenheid van trillingstijd is seconde, symbool s   

Formule voor  f en T

FREQUENTIE IS AANTAL TRILLINGEN IN 1 SECONDE​

TRILLINGSTIJD IS DE TIJD DIE NODIG IS VOOR 1 TRILLING ​

​ 

Uit twee luidsprekers P en Q komen
verschillende tonen. Het oscilloscoopbeeld
van beide tonen is afgebeeld
in de afbeelding bij deze vraag.

a Welke toon is het hoogst?
b Welke toon is het hardst?

1. Hoogste toon P, Hardste toon Q
2. Hoogste toon Q Hardste toon Q
3. Hoogste toon P Hardste toon P
4. Hoogste toon Q Hardste toon P

Een trillende vioolsnaar voert in een halve minuut 9000 trillingen uit. Bereken de trillingstijd van deze trillende vioolsnaar.

1. 0,005 sec
2. 0,0033 sec
3. 200 sec
4. 0,01 sec

Een trillende vioolsnaar voert in een halve minuut 9000 trillingen uit. Bereken de frequentie van deze trillende vioolsnaar.

1. 90Hz
2. 250Hz
3. 300Hz
4. 600Hz

Een stemvork heeft een trillingstijd van 0,003 sec. Bereken de frequentie.

1. 34,4 Hz
2. 240 Hz
3. 333,33 Hz.
4. 360,66

Lisa speelt viool. Een van de snaren klinkt te laag. Wat moet Lisa doen om de snaar hoger te laten klinken?

1. Ze moet de snaar korter maken.
2. Ze moet de snaar losser spannen.
3. Ze moet de snaar strakker spannen.
4. Ze moet een dikkere snaar erin spannen.

8.3 + 8.4 Geluidssterkte & geluidsoverlast

Amplitude van een trilling

                                                                                                                                                            Amplitude verwijst  naar de maximale afstand die een 

                                                                                                                                                            trillend object  aflegt  ten opzichte van zijn                                                                                                                                                                                     evenwichtspositie

Decibel meter

Een decibelmeter wordt gebruikt om het geluidsniveau te meten. 

Het apparaat meet de geluidsdruk en geeft dit weer in decibels (dB). 

Decibelmeters worden vaak gebruikt in verschillende situaties, zoals:

• Geluidsoverlast meten: Bijvoorbeeld in woonwijken of bij evenementen.
  
• Werkplekgeluid: Om te controleren of het geluidsniveau op de werkplek binnen veilige grenzen blijft.
  
• Akoestische studies: Voor het analyseren van de akoestiek in ruimtes zoals concertzalen of opnamestudio's.

Gehoorschade Goed doornemen

Nora 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.

Door vaak blootgesteld te worden aan harde geluiden kan gehoorschade ontstaan.
Een arts kan dan een: ......... maken om te kijken hoe het met je gehoor gesteld is.

1. Hertzgram
2. Oorogram
3. Audiogram
4. Gehoorschade meting

Hiernaast zie je een grafiek waarin je kan zien wanneer
je gehoorschade kan oplopen.

Sem heeft net nieuw earpods voor het luisteren naar
zijn favoriete muziek.
Deze Earpods zijn erg goed en kunnen wel 95dB produceren.
Sem wil de muziek goed kunnen horen en zet ze aan op 95dB.
Hoe lang duurt het tot Sem kans heeft op blijvende gehoorschade?

1. 15 min
2. 45 min
3. 90 min
4. 160 min