9 De ruimtevaarders maken gebruik van straalzenders. Daarvoor is geen tussenstof nodig.

Transcriptie

1 3 Geluid 3.1 Geluid maken en horen 1 C Het geluid moet samen met de lucht je neus kunnen verlaten. 2 De trillende conus van de luidspreker in de tv is de geluidsron. Als de conus iets naar uiten gaat ontstaat een hoge druk in de lucht vlakij de conus, gaat de conus weer naar innen dan ontstaat een lage druk. De lucht rondom de luidspreker gaat trillen. De trillende lucht rengt de etonnen muur in trilling en deze rengt de lucht in jouw kamer weer tot trilling. De trillende lucht laat jouw trommelvlies trillen. 3 Ze trillen (ewegen) eide. 4 geluidsron deel dat trilt gitaar stem van een mens tamoerijn luidspreker zoemende vlieg vliegtuig snaar stemanden vlies (vel) conus vleugels motor 5 Het geluidsplaatje in het oordopje. 6 De lucht gaat trillen. 7 De tussenstof ontreekt, dus de geluidstrillingen worden niet overgeracht. 8 a De tussenstof lucht ontreekt in de glazen stolp, dus je hoort de el niet. 9 De ruimtevaarders maken geruik van straalzenders. Daarvoor is geen tussenstof nodig. 10 Bij geluidstrillingen geven de luchtmoleculen de trillingen aan elkaar door, maar lijven op hun plaats. Bij wind worden de luchtmoleculen verplaatst. 11 a oren (trommelvlies) Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 1

2 microfoon, geluidssensor 12 Je eigen stem hoor je direct via het ot in je hoofd. Bij een opgenomen geluid zitten versterking en geluidstrillingen, die je stem een ander karakter (klankkleur) geven. 13 De heftige trillingen van de lucht laten de ruiten meetrillen. 14 a hoger lager c frequentie d trilt e Hertz 15 a de vleugels laten de lucht met een hoge frequentie trillen 1 Gegeven / Gevraagd 1 = 60 : 8400 = 0,00714 s; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ f = 1 0, Berekenen / Antwoord 3 f = 1 = 140; De frequentie f is 140 Hz 0,00714 c vaker 16 a = 60 : 1500 = 0,04 s. 1 Gegeven / Gevraagd 1 = 0,04 s; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ f = 1 0,04 3 Berekenen / Antwoord 3 f = 1 = 25; De frequentie f is 25 Hz 0,04 17 a 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 250 Hz; =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ 125 = 1 3 Berekenen / Antwoord x = 1 = 1 = 0,004; De trillingstijd is 0,004 s. 250 Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 2

3 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 10 khz = Hz ; =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ = 1 3 Berekenen / Antwoord x = 1 = 1 = 0,0001; De trillingstijd is 0,0001 s Door de grootte is de trillingstijd erg laag, vandaar de prolemen met hoge tonen. De grote ox kan niet zo snel trillen omdat de conus zo groot is. 19 a Steen geeft geluidstrillingen eter door dan lucht. De spouw onderreekt dus eigenlijk de geluidstrillingen en geeft ze daarna verzwakt door aan de tweede muur. Spouwankers werken als geluidsruggen, waardoor contactgeluid wordt overgedragen aan de aangrenzende woning. 20 a 7 : 3 = 2,333 km. 1 Gegeven / Gevraagd 1 s = 2333 m ; t = 7,0 s ; v =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ v = _2333_ t 7,0 3 Berekenen / Antwoord 3 v =_2333_ = 333 7,0 De geluidssnelheid in lucht is 333 m/s c 0 0 C. 21 a Het geluid gaat in 10 : 20 = 0,5 s heen en weer. Enkel: 0,5 : 2 = 0,25 s. 1 Gegeven / Gevraagd 1 t = 0,5 : 2 = 0,25 s; v = 343 m/s ; s =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ 343 = s t 0,25 3 Berekenen / Antwoord 3 s = 343 x 0,25 = 85,75 De afstand tot het geouw is 85,75 m. c Bij een temperatuurstijging wordt de geluidssnelheid groter, je moet dus sneller slaan om hetzelfde effect te horen. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 3

4 22a de stemanden laten de lucht in het likje trillen, de lucht laat de odem van het likje trillen, de odem laat het strakgespannen touw trillen, het touw laat de odem van het tweede likje trillen, de odem laat de lucht in het likje trillen, de lucht laat het trommelvlies trillen. de tussenstof touw heeft een grotere snelheid dan de tussenstof lucht, je hoort dus eerst de stem via het likje Gegeven / Gevraagd 1 s = 200 km = m ; v = 1484 m/s ; t =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ 1484 = t t 3 Berekenen / Antwoord 3 t x 1484 = t = _ = 134, Het geluid doet er 135 s over = 2 min en 15 s. 24 Ogen. 25 Midden voor, of midden achter Gegeven / Gevraagd 1 s = 0,2 m ; v = 343 m/s ; t =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ 343 = _0,2 t t 3 Berekenen / Antwoord 3 t x 343 = 0,2 t = 0,2_ = 0, Het geluid doet er 0, s over. 27 Met twee neusgaten een stereoneus. 28 Bij een hogere frequentie is de stereo luistervaring groter dan ij een lage frequentie. 3.1 Practicum 1 Waarnemingen en resultaat: 1 De pingpongal springt weg van de stemvork. 2 De trillende stemvork tikt tegen de pingpongal. 3 De trillende stemvork rengt de lucht om de stemvork in trilling. 4 eigen antwoord. Vooreelden van juist antwoorden zijn: wegspringende pingpongal, stemvork tegen de ramen, stemvork in het water, enz. 3.1 Practicum 2 Waarnemingen en resultaat: Eigen antwoorden. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 4

5 3.2 Geluid in eeld 1 B Een computer het geluid zichtaar kan maken. 2 a microfoon en oscilloscoop microfoon en computer 3 a de frequentie is drie maal zo hoog, dus 3 x 440 = 1320 Hz. stemvork 2 is zachter dan stemvork 2. c 1 trilling duurt 5 hokjes De frequentie van de toon is 440 Hz. De trillingstijd is dan: 5 : 440 = 0,011 s. 4 a hoog laag lijft gelijk, de amplitude heeft alleen met geluidssterkte te maken 5 a hoger, meer geluidsgolven geen zuivere golfeweging 6 a en c lager 7 a 6 hokjes zijn 7,25 trillingen. 1 trilling is: 0,83 hokjes. 1 hokje is 1 ms. 0,83 hokjes is 10,83 ms De trillingstijd is 0,83 s. 1 Gegeven / Gevraagd 1 = 0,8 ms = 0,0008 s ; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ f = 1 0, Berekenen / Antwoord 3 f = 1 = 1250 ; De frequentie f is 1250 Hz 0,0008 Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 5

6 8 a 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 1,7 khz = 1700 Hz ; =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ 1700 = 1 3 Berekenen / Antwoord x = 1 = 1 = 0,0006; De trillingstijd is 0,0006 s = 0,0006 s = 0,6 ms. Op het scherm staan 10 hokjes = 10 ms. Er staan dus 10 : 0,6 = 16,7 trillingen op het scherm. c per hokje is 16,7 / 10 = 1,67 trilling. 1 trilling duurt 0,6 s. per hokje is dit: 0,6 x 1,67 = 1 ms. Of: 10 hokjes= 10 ms. 9 a hun naam is niet veronden aan het moiele nummer het stemprofiel van de criminelen kan met een computer eruit gefilterd worden, waardoor de crimineel alsnog herkend wordt. 10 a Een stemvork heeft één zuivere toon, de menselijke stem heeft veel ijtonen. De ijtonen in de menselijke stem heen allemaal een andere frequentie, terwijl de frequentie van de stemvork gelijk lijft. 11 Omdat iedere persoon een eigen stemprofiel (klankkleur) heeft. 12 a Bij de menselijke stem verschillen de frequenties doorlopend, dus daarin zitten de verschillen. ij het dove meisje in het pulsje 3.2 Practicum 1 1 en 2 Waarnemingen en resultaat: Eigen antwoorden. 3 De frequentie van je hart is zo laag dat je het geluid niet hoort. 3.2 Practicum 2 Waarnemingen en resultaat: Eigen antwoorden. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 6

7 DO-I 3.3 Zelf een muziekinstrument maken 1 Eigen antwoord 2 eigen antwoord 3 eigen antwoord 3.3 Muziekinstrumenten 1 B Als je één toon aanslaat klinken er altijd andere tonen mee. Deze verschillen voor eide instrumenten. 2 Via kleine eentjes en de schedel komt het geluid ij het oor De egintrilling heeft maar een kleine uitslag, maar door resonantie wordt de trilling steeds sterker. 5a Een elektrische gitaar wordt elektrisch versterkt. Om ook zonder elektrische versterking hooraar te kunnen spelen. 6a 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 110 Hz ; =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ 110 = 1 3 Berekenen / Antwoord x = 1 = 1 = 0,009; Eén volledige trilling is 0,009 s ,009 : 2 = 0,0045 s c 105 Hz is lager dan 110 Hz, dus de toon klinkt te laag d de snaar iets strakker spannen Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 7

8 7 a E-snaar De E-snaar moet hoger klinken, dus deze moet je korter maken. c 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 82 Hz ; l =? 2 Formule / Invullen 2 f = _53,3_ 82 = _53,3_ l l 3 Berekenen / Antwoord 3 82 x l = 53,3 l = 53,3 = 0,65; De lengte is 0,65 m = 65 cm. 82 d 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 110 Hz ; l =? 2 Formule / Invullen 2 f = _53,3_ 110 = _53,3_ l l 3 Berekenen / Antwoord x l = 53,3 l = _53,3_ = 0,48; De lengte is 0,48 m = 48 cm. 110 e 48/65 is ongeveer ¾. ¾ deel van de snaar is ij fret 4. 8 Een sopraanlokfluit heeft een veel kleinere trillende luchtkolom, dus een hogere toon. 9 a panfluit De frequentie ligt tussen de Hz en Hz 13 leeftijd (jaar) ovenste gehoorgrens (Hz) Het gehoorereik van ouderen ligt lager dan de pieptoon. De ouderen zullen de pieptoon niet horen. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 8

9 15 a De intensiteit van de oventonen is ij eide instrumenten anders. Een viool is een strijkinstrument en de piano niet. 16 a 1 Gegeven / Gevraagd 1 l = 0,65 m ; n = 4 ; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _53,3.n_ f = _53,3.4_ l 0,65 3 Berekenen / Antwoord 3 f = _213,2_ = 328; De frequentie is 328 Hz. 0,65 Bij alle gitaren is de klankleur van de oventonen anders. 3.3 Practicum 1 Waarnemingen en resultaat: De toonhoogte hangt af van de lengte van de luchtkolom oven de vloeistof Practicum 2 Waarnemingen en resultaat: De gehoorgrenzen verschillen niet veel per persoon. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 9

10 DO-I 3.4 Zijn je oren wel veilig? 1 Harde hoge tonen 2 Zwaar elast: stratenmaker, loods op een vliegveld, drukker, machineankwerker. 3 De driloor is op kleine afstand van zijn oren en het vliegtuig op vele tientallen meters. 4 eigen antwoord 5 eigen antwoord 3.4 Geluidssterkte 1 C omdat ze anders doof kunnen worden van de harde muziek die ze elke avond horen. [ dit antwoord staat niet ij de opgave genoemd. Is dat een foutje in leeroek?] db 80 db 60 db 100 db 40 db 50 db 3 rommer cirkelzaag 0 db claxonneren 20 db fluisteren 40 db gehoordrempel 60 db natuur 80 db popconcert 100 db radio 120 db restaurant = 65 db 5 aantal zangers geluidssterkte (db) a 57 db + (2 x 3dB) = 63 db afstand trein (m) ,5 6,25 geluidssterkte (db) a 4,5 uur 130 db zit in het geied van de lijvende gehoorschade c Ja, na zo n 2 ½ uur kom je al in het geied van gehoorschade Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 10

11 8 a 70 db zit ruim in het veilige geied afstand oortelefoon (cm) geluidssterkte (db) c 102 db zit in het gevaarlijke geied, na 20 minuten al kans op lijvende gehoorschade 9 eigen antwoord [antwoord op geven. Is geen eigen antwoord] 10 a afstand trein (m) geluidssterkte (db) Gegeven / Gevraagd 1 ΔL = 18 db ; h =? 2 Formule / Invullen 2 ΔL = 4 h 18 = 4 h 3 Berekenen / Antwoord 3 h = _18_ = 4,5; De hoogte is 4,5 m. 4 c Bij het hoogste scherm (6 m) is de afname van de geluidssterkte: ΔL = 4 6 = 24 db. De geluidssterkte van de trein mag dan 57 db + 24 db = 81 db zijn. afstand trein (m) geluidssterkte (db) De huizen mogen dus op 25 m afstand staan. d ruimteesparend, goedkoper 11 Bij verdueling van de afstand neemt de geluidssterkte met (2 x 3 db) = 6 db af. afstand (m) geluidssterkte (db) De minimale geluidssterkte voor je oren. 13 a van 1000 Hz 0 db c 250 db en 8000 db d 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = maal zo sterk e Het frequentieereik waarvoor het menselijk gehoor het gevoeligst is, ligt rond 1000 Hz. De frequentie waarmee wij spreken ligt ook in dit frequentieereik. 14 Menselijke geluidsronnen, zoals motoroten. 15 De hoge pieptonen van de sonar van schepen verstoort de sonar van de walvis. Hierdoor zijn ze hun richtinggevoel kwijt. 16 Om het onderwaterleven niet te verstoren. Om de vissen niet weg te jagen met het geluid. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 11

12 3.4 Practicum 1 Eigen antwoorden 3.4 Practicum 2 Eigen antwoorden Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 12

13 3.5 Geluidseffecten (VWO) 1 C Als de amulance op je afkomt, hoor je een hogere toon dan wanneer hij van je wegrijdt. 2 a hoger ingedrukt c Dopplereffect d motorraces, el ij passerende spoorwegovergang, voorij rijdende auto s. 3 a c d X X hoger 4 a Als auto s dichterij komen steeds hoger geluid, na het voorijgaan wordt het geluid steeds lager. Dan zijn de verschillen in korte tijd veel groter. c Hoe dichter de ron ij je langskomt, hoe sneller hij gaat. 5 a Als een vliegtuig langzaam vliegt dan de geluidssnelheid, verplaatsen geluidsgolven zich sneller dan het vliegtuig en verspreiden ze zich. Als het vliegtuig sneller vliegt dan het geluid, dan kunnen de geluidsgolven zich niet verspreiden en komt er voor het vliegtuig een kegelvormige schokgolf, die op de grond wordt waargenomen als een knal. X 6 a B, als de helft van de fanfare al langs gekomen is. Het gaat te langzaam. 7 a Naar de vleermuis toe want de geluidsgolven worden iets in elkaar gedrukt Wordt hoger. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 13

14 8 a 1 Gegeven / Gevraagd 1 t = 0,086 s m ; v = 1510 m/s ; s =? 2 Formule / Invullen 2 s = v x t s = 1510 x 0,086 3 Berekenen / Antwoord 3 s = 130 Er ligt 130 / 2 = 65 meter onder het schip. De geluidssnelheid is afhankelijk van de temperatuur. c 1 Gegeven / Gevraagd 1 t = 0,086 s m ; v = 1484 m/s ; s =? 2 Formule / Invullen 2 s = v x t s = 1484 x 0,086 3 Berekenen / Antwoord 3 s = 128 Er ligt 128 / 2 = 64 meter onder het schip. De waarde is te laag. 9 a Uitgezonden onhoorare geluidsgolven worden door ijvooreeld een ongeoren ay teruggekaatst. Een röntgenfoto geeft gevaarlijke straling, geluidsgolven niet. c otten, die zijn wit gekleurd op de foto. 10 a De camera is gekoppeld aan de zender en ontvanger. De frequentie van de uitgezonden golven wordt vergeleken met de ontvangen golven. Bij een te groot frequentieverschil is de snelheid te hoog en wordt de auto geflitst. 11 a De frequentie is lager geworden, dus zitten de geluidsgolven verder van elkaar. De auto gaat dus van het apparaat af, dus de auto wordt van achteren geflitst. Gegeven / gevraagd: c = km/h ; Δf = 6,67 Hz ; f = Hz ; v =? Formule / invullen: v = c Δf v = ,67 2 f Berekenen / antwoord: v = v = 149 km/h. 3.5 Practicum 1 Eigen antwoorden 3.5 Practicum 2 Eigen antwoorden Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 14

15 est jezelf Gegeven / Gevraagd 1 f = 440 Hz ; =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ 440 = 1 3 Berekenen / Antwoord x = 1 = 1 = 0,002; Eén volledige trilling is 0,002 s a C 0,0008 s C 0,0008 s c B 0,0028 s 3 a oscilleren 4 a 1 Gegeven / Gevraagd 1 l = 0,333 m ; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _80_ f = _80_ l 0,333 3 Berekenen / Antwoord 3 f = _80_ = 240; De frequentie is 240 Hz. 0,333 voor de laagste toon de langste luchtkolom, dus alle gaatjes gesloten c 1 Gegeven / Gevraagd 1 f = 392 Hz ; l =? 2 Formule / Invullen 2 f = _80_ 392 = _80_ l l 3 Berekenen / Antwoord 3 l = _80_ = 0,20; De lengte van de luchtkolom is 20 cm. 5 a aantal straaljagers geluidssterkte Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 15

16 Afstand (m) geluidssterkte Signalen richten op naderende straaljager. De frequentie van de uitgezonden golven wordt vergeleken met de ontvangen golven. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 16

17 Rekenvaardigheden Rekenen met formules 1 1 Gegeven / Gevraagd 1 = 0,05 s ; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ f = 1 0,05 3 Berekenen / Antwoord 3 f = 1 = 20 ; De frequentie f is 20 Hz 0,05 2 a 1 Gegeven / Gevraagd 1 = 0,01 s ; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ f = 1 0,01 3 Berekenen / Antwoord 3 f = 1 = 100 ; De frequentie f is 100 Hz 0,01 1 Gegeven / Gevraagd 1 = 0,004 s ; f =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ f = 1 0,004 3 Berekenen / Antwoord 3 f = 1 = 250 ; De frequentie f is 250 Hz 0, Gegeven / Gevraagd 1 f = 1,20 khz = 1200 Hz ; =? 2 Formule / Invullen 2 f = _1_ 1200 = 1 3 Berekenen / Antwoord x = 1 = 1 = 0,0008; De trillingstijd is 0,0008 s a/ c D noot C D E F G A B frequentie (Hz) 261,63 293,66 329,63 349,23 392,00 440,00 493,88 rillingstijd (s) 0, , , , , , ,00202 D C E D F E G F A G B A verhouding 0,893 0,889 0,944 0,892 0,890 0,890 Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 17

18 5 1 Gegeven / Gevraagd 1 s = 1780 m; t = 0,0012 ; v =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ v = _1780_ t 0, Berekenen / Antwoord 3 v = _1780_ = m/s 0,0012 De snelheid is 1483 km/s 6 1 Gegeven / Gevraagd 1 v = 343 m/s; t = 8 s ; s =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ 343 = _s_ t 8 3 Berekenen / Antwoord 3 s = 343 x 8 De afstand is 2744 m. 7 1 Gegeven / Gevraagd 1 s = 86 x 2 = 172 m ; v = 343 m/s ; t =? 2 Formule / Invullen 2 v = _s_ 343 = 172 t t 3 Berekenen / Antwoord x t = 172 t = 172 = 0,5 s 343 De tijd is 0,5 s 8 oets 250 op de rekenmachine in. oets 1/x of x -1 Antwoord is 0,004 De trillingstijd is 0,004 s. Pulsar 1-2 vwo/havo uitwerkingen 2012 Noordhoff Uitgevers 18