Antwoorden Natuurkunde Hoofdstuk 3

Transcriptie

1 Antwoorden Natuurkunde Hoofdstuk 3 Antwoorden door een scholier 3190 woorden 23 maart ,1 45 keer eoordeeld Vak Methode Natuurkunde Banas Tekstoek Gecursiveerde tekst is een toelichting op het antwoord. De uitkomst van een erekening is geaseerd op niet-afgeronde tussenuitkomsten. Hoofdstuk 3 3.1A 1 Geluid estaat uit trillingen van de lucht. 2 De evenwichtsstand is de stand waarin een trillend voorwerp na enige tijd tot stilstand komt. 3 a De afstand van de evenwichtsstand tot een omkeerpunt. Bij een harder geluid is de amplitude groter. 4 a De frequentie is het aantal geluidstrillingen per seconde. Hertz c Bij een grotere frequentie is de toon hoger. 5 De tijd die voor één volledige trilling nodig is. 6 a f is de frequentie in hertz (Hz). T is de trillingstijd in seconde (s). 7 f = 500 Hz 3.1B 8 Resonantie is het vanzelf gaan meetrillen met een andere trilling. 9 Bij muziekinstrumenten. 10 Bij een rug, een geouw, ruiten. 11 Een schommel. 12 De klankkast van een gitaar. 13 Een frequentie waarmee een voorwerp kan trillen. 14 Een laasinstrument. 15 Door de vorm van je mondholte te veranderen. 3.2A Pagina 1 van 11

2 16 Je moet de snaar strakker of minder strak spannen. 17 De toon wordt hoger. 18 De snaar kan meer of minder strak gespannen worden. Of de gitarist kan een kleiner stuk van de snaar geruiken. 19 Dan wordt de toon hoger. 20 Een gitaar maakt hogere tonen en heeft daarom kortere snaren. 3.2B 21 De golven die vanuit zee naar het strand rollen. Geluid dat zich door de lucht voortplant. 22 De golf in een golfslagad waarij het water op sommige plaatsen niet eweegt. De golf in een snaar. De golf in de luchtkolom van een fluit. 23 Bij een staande golf. 24 a Een knoop is een plaats die niet trilt. Een uik is een plaats die het heftigst trilt. 25 a Een knoop komt voor ij een staande golf. Een uik komt voor ij een staande golf. 26 De lengte van één erg en één dal samen. 3.3A 27 Op een minidisc, een CD, een videoand. 28 Met een oscilloscoop of met een computer. 29 Een toongenerator en een luidspreker. 30 Geluidssensor 31 a Je ziet meer trillingen op het scherm. De toppen van de trillingen zijn hoger. 32 Je kunt het eeld niet opslaan. 3.3B 33 Je kunt direct een tijd aflezen (en je kunt een gedeelte van het eeld uitvergroten). 34 Een gedeelte van het eeld uitvergroten. 35 De tijd voor 14 trillingen is 4,4 ms = 0,0044 s T = Bij correct aflezen van andere aantallen trillingen zijn afwijkingen van enkele tientallen hertz mogelijk. 3.4A 36 Als je ongelijke polen ij elkaar houdt. 37 Als je gelijke polen ij elkaar houdt. 38 Een spoel is een lange koperdraad die om een klos is gewikkeld. Pagina 2 van 11

3 39 Dan werkt een spoel als een magneet. 40 Door de stroomrichting om te keren. 41 De stroomsterkte door de spoel groter maken. 42 Spoel, magneet en conus. 43 Een elektrisch signaal wordt omgezet in geluid. 3.4B 44 Door een magneet te ewegen in de uurt van een spoel. 45 Plaatje, magneet en spoel. 46 Je kunt het geluid vastleggen. Je kunt het geluid weergeven. 47 Geluid wordt omgezet in een elektrisch signaal. 3.5A 48 Conservatorium 49 a Microfoons en luidsprekers op de juiste plaatsen zetten. roc (regionaal opleidingscentrum), afdeling techniek. 50 a Een geluidmixer mengt verschillende geluiden. roc (regionaal opleidingscentrum), afdeling techniek. 51 Een audicien verkoopt gehoorapparaten en voert eenvoudige tests uit. 3.5B 52 Logopedist 53 Akoestisch ingenieur en audioloog. 54 Adviseert ij de ouw van een concertzaal. 55 Universiteit 56 Audiogram Werkoek Gecursiveerde tekst is een toelichting op het antwoord. De uitkomst van een erekening is geaseerd op niet-afgeronde tussenuitkomsten. Hoofdstuk 3 Voorkennis $ De evenwichtsstand is de stand waarin een trillend voorwerp na enige tijd tot stilstand komt. $ Een trilling is een eweging die zich herhaal om een evenwichtsstand.. $ De trillingstijd is de tijd voor één volledige trilling. $ De amplitude is de afstand van de evenwichtsstand tot een omkeerpunt. $ Geluid is een trilling die zich van een geluidsron in alle richtingen voortplant. $ De toonhoogte wordt epaald door de frequentie. Pagina 3 van 11

4 $ De geluidssterkte wordt epaald door de amplitude. $ Met een toongenerator kun je hoge, lage, harde en zachte tonen maken. $ De frequentie is het aantal trillingen per seconde. $ De (SI-)eenheid van frequentie is hertz (Hz). 3.1A 1 a T = 5 s T = 3,2 s c T = 0,15 s d T = 12 s e T = 20 ms = 0,02 s 2 a f = 10 Hz f = 0,25 Hz c f = 3,3 Hz d f = 500 Hz e f = 40 khz = Hz 3 a Voor 5 trillingen is 10 s nodig. Voor 1 trilling is dus nodig. De trillingstijd is dus 2 s. T = 2 s Pagina 4 van 11

5 4 T = 0,5 s 5 a f = 528 Hz A 3.1B 6 C Met je vingers kun je veel meer cominaties van open en dichte gaatjes maken dan er gaatjes zijn. 7 Triangel 8 a Eén Aantal trillingen = 120 Tijd daarvoor nodig = 0,5 min = 30 s 9 Het glas reekt doordat het gaat meetrillen. Er treedt dus resonantie op. 10 a Resonantie De frequentie van de eigentrilling van de auto is 0,5 Hz. De auto moet dus elke twee seconde een zetje krijgen. De auto moet dus over de afstand tussen twee hoels 2 seconde doen. De hoels liggen 40 m van elkaar. De snelheid van de auto is dus m/s = 20 m/s. Als de auto sneller rijdt, komt het zetje te vroeg. De snelheid van 20 m/s is dus de maximale snelheid. c Als de auto twee (of meer) volledige trillingen uitvoert tussen twee hoels, krijgt hij ook op het juiste moment een zetje. De auto krijgt dan elke 4 s, elke 6 s, enz. een zetje. De snelheid van de auto is dan = 10 m/s, = 6,7 m/s, enz. 11 a Groot Want het geluid is zeer hard. Er kunnen ijvooreeld ruiten gaan meetrillen. 12 a De >Zwaan=. c Uitslag d De lange tuien (dat zijn kaels) van de rug gingen meetrillen met de trillingen die werden veroorzaakt door de zuidwestenwind en de regen. e Ze heen de tuien aan elkaar gekoppeld. f De afdeling Civiele Techniek. g Dempers 3.2A 13 Dan wordt de frequentie groter. Pagina 5 van 11

6 14 Een toon is lager als de snaar langer is. Een cello heeft de langste snaren. Met een cello kun je dus de laagste tonen maken. 15 De snaar minder strak spannen, want een strakker gespannen snaar rengt een hogere toon voort. 16 a De snaren van een ukelele zijn korter dan de snaren van een gitaar. Het stuk van de snaar van de gitaar dat trilt is korter gemaakt door de snaar tegen een dwars staafje (fret) te drukken. 17 a Aan de kant met de korte snaren, want kortere snaren geven een hogere toon. Je kunt de lengte van de snaren niet veranderen zoals ij een gitaar. 3.2B 18 a Bij een lopende golf gaan de deeltjes op en neer op hun plaats. De al gaat dus niet naar de kant. De al gaat nu ook niet naar de kant. Het water gaat weer omhoog en omlaag ewegen, maar niet naar voren en naar achteren. 19 a Van een lopende golf. s = 450 m v = 5 m/s 20 a De golf is 2 s later een halve golflengte opgeschoven, want 2 s = T. De golf is 6 s later 1,5 golflengte opgeschoven, want 6 s = 1,5 T. c De golf is 10 s later 2,5 golflengte opgeschoven, want 10 s = 2,5 T. d De golf is 11 s later 2,75 golflengte opgeschoven, want 11 s = 2,75 T. 21 a Eén De kop van de golf zit in T. R is eerder gaan trillen dan T. R ligt één golflengte van T, dus R heeft één trilling meer uitgevoerd dan T. Een halve. De kop van de golf zit in T. S is eerder gaan trillen dan T. S ligt een halve golflengte van T, dus S heeft een halve trilling meer uitgevoerd dan T. c 22 a Een halve trillingstijd later heen alle punten een halve trilling meer uitgevoerd. Ze zitten dan aan de andere kant van de eventwichtsstand. c Na 0,75 s heen alle punten 0,75 trilling meer uitgevoerd. Ze zitten dan allemaal in de evenwichtsstand. Alle punten ewegen dan in de richting van het omkeerpunt waarin ze in figuur a zitten. 23 Als er nog een gedeelte van het touw is, waarin geen trilling is, weet je zeker dat het een lopende golf is. Dit is het geval in figuur 3.13a en figuur Als het hele touw in trilling is, kan het eide zijn: een staande golf, maar ook een lopende golf die net het uiteinde van het touw ereikt. Dit is het geval in figuur 3.13c en figuur 3.13d. 24 In het touw is één erg te zien. Dit is dus een halve golf. De lengte van deze halve golf is 3,2 m. De Pagina 6 van 11

7 golflengte is dus 2 3,2 = 6,4 m. 25 a Dit is een lopende golf. Het patroon schuift op naar rechtsen een deel van het wateroppervlak is nog niet in trilling. c In 5 s komt de golf 1,5 golflengte verder. In 5 s wordt dus 1,5 trilling uitgevoerd. De tril-lingstijd is dus. 26 a De deeltjes gaan na elkaar trillen. Het is dus een lopende golf. Bij een lopende golf zijn geen uiken en knopen. R is dus geen knoop. In 1,0 s = trillingstijd komt de golf golflengte verder. 27 a P De trilling egint ij P. Q In de omkeerpunten is de snelheid nul. c P, S en V. In de evenwichtsstand is de snelheid van trillende punten maximaal. de R loopt achter op Q, dus R gaat omhoog. U gaat zijn voorganger (punt meer naar links) achterna, dus U gaat omlaag. 28 a Een staande golf ontstaat door het door elkaar heenlopen van heengaande en teruggekaatste golven. P, S, V en Y. c R, U en W. d U en W. U en W zijn uiken en heen dus dezelfde uitwijking. De maximale uitwijking kan zowel naar oven als naar eneden zijn! e In de uiterste stand heen R, U en W een uitwijking die gelijk is aan de amplitude, dus 1,5 cm. 3.3A 29 a De toppen op het scherm worden hoger. De amplitude neemt toe. Er komen meer trillingen op het scherm. De frequentie wordt hoger. De trillingstijd wordt kleiner en er passen dus meer trillingen op het scherm. 30 a Anderhalve trilling. Een erg en een dal vormen samen één trilling. Er zijn twee ergen en één dal. Bij een twee keer zo grote frequentie zie je twee keer zoveel trillingen op het scherm, dus 2 1,5 = 3 trillingen. Bij een twee keer zo kleine geluidssterkte is de hoogte van de toppen twee keer zo klein, dus 1,5 hokje. 31 a Je ziet drie trillingen in dezelfde tijd. De trillingstijd is dus groter geworden. De frequentie is dus kleiner geworden en het geluid dus lager. De amplitude is kleiner geworden en het geluid dus zachter. 32 a De snaar strakker spannen. Pagina 7 van 11

8 In figuur 3.23a past één volledige trilling niet op het scherm. In figuur 3.23 past er wel één trilling op het scherm. De trillingstijd is dus kleiner, dus de frequentie groter. Hieraan zie je dus dat de toon hoger is. c Er passen meer trillingen in dezelfde tijd. De trillingstijd is dus kleiner. De frequentie is dus groter en de toon hoger. 33 a In figuur 3.24a passen ijna 6 trilling op het scherm. In figuur 3.24 passen ruim 10 trillingen op het scherm. De schaalverdelingen lopen eide tot 10 ms, dus het eeld van figuur 3.24 hoort ij de mees te trillingen in 10 ms, dus ij de hoogste toon. In figuur 3.24 zijn de toppen hoger dan in figuur 3.24a. Het eeld van figuur 3.24 hoort dus ij het hardste geluid. 34 a In figuur 3.25a passen 2,25 trillingen op het scherm. De schaalverdeling loopt tot 1 ms. De trillingstijd is dus ongeveer ms. In figuur 3.25 passen 33,5 trillingen op het scherm. De schaalverdeling loopt tot 50 ms. De trillingstijd is dus ongeveer. In figuur 3.25a is de trillingstijd het kleinst, dus de frequentie het grootst. Het eeld van figuur 3.25a hoort dus ij de hoogste toon. In figuur 3.25a zijn de toppen hoger dan in figuur Het eeld van figuur 3.25a hoort dus ij het hardste geluid. 3.3B 35 Vijf Het totale scherm geeft een tijd van = 200 ms. De tijd van één trilling is 40 ms. Er zijn dus trillingen op het scherm te zien. 36 a Het hele scherm stelt een tijd voor van = 100 ms. Op het hele scherm passen 2 trillingen. De trillingstijd is dus. T = 50 ms = 0,05 s Het gehele scherm stelt een tijd voor van 10 0,1 = 1 ms. Op het gehele scherm past een halve trilling. De trillingstijd is dus 2 1 = 2 ms. T = 2 ms = 0,002 s c Het hele scherm stelt een tijd voor van 10 5 = 50 ms. Op het gehele scherm past 1,5 trilling. De trillingstijd is dus. T = 33,3 ms = 0,0333 s 37 Het hele scherm stelt een tijd voor van 10 0,2 = 2 ms. Op het hele scherm passen 6 trillingen. De trillingstijd is dus T = 0, s Pagina 8 van 11

9 38 Van 0 ms tot 20 ms zijn 21,5 trillingen te zien. In 20 ms = 0,020 s worden dus 21,5 trilling uitgevoerd. Eén trilling duurt dus. T = 0, s f =. 39 Van 0 ms tot 8 ms zijn 13 trillingen te zien. In 8 ms = 0,008 s worden dus 13 trillingen uitge-voerd. Eén trilling duurt dus. T = 0, s f = 3.4A 40 a Afstoting Twee zuidpolen (dus gelijke polen) stoten elkaar af. Aantrekking De zuidpool van de spoel zit ij de noordpool van de magneet. Twee ongelijke polen trekken elkaar aan. c Aantrekking De zuidpool van de linkerspoel zit ij de noordpool van de rechterspoel. Twee ongelijke polen trekken elkaar aan. d Aantrekking In eide spoelen loopt de stroom in tegengestelde richting als in figuur 3.32c. De noordpool van de linkerspoel zit ij de zuidpool van de rechterspoel. Twee ongelijke polen trekken elkaar aan. 41 A Na één seconde worden de aansluitingen verwisseld. De conus gaat dan de andere kant op. Na twee seconden is heeft hij dus één volledige trilling uitgevoerd. De frequentie is dus Hz. 42 Door de stroom door de spoel wordt de spoel magnetisch. Als de spoel magnetisch is, trekt de spoel de magneet aan en gaat de magneet ewegen. Als de conus aan de magneet zit, eweegt de conus dus ook. De luidspreker werkt dus ook als de magneet aan de conus zit. Judith heeft dus gelijk. 43 a Frequentiekarakteristiek Eén luidspreker kan niet alle tonen even goed weergeven. c De tweede luidspreker moet lage tonen weergeven. d e Een >ideale= geluidsox moet alle tonen kunnen weergeven die mensen kunnen horen, dus tussen ongeveer 20 Hz en Hz. 44 a Drie. Het gaat om een driewegsysteem. Ook ij de gegevens staan drie luidsprekers vermeld: een as unit, een middentoon unit en een tweeter. c Een soft enkellaags kevlar conus en een harde kevlar conus. d Men koos de soft enkellaags kevlar conus, omdat de harde kevlar conus ij een wat hoger geluidsniveau onaangename ijgeluiden produceert. e Frequentieereik: Hz. f g Niet helemaal, want de geluidsox egint pas ij 28 Hz en mensen kunnen geluid vanaf 20 Hz horen. Bij Pagina 9 van 11

10 de hoge tonen geeft de ox hogere tonen weer dan mensen kunnen horen. De ox gaat tot Hz en mensen kunnen tonen horen tot ongeveer Hz. In de praktijk kan de ox alle noodzakelijke tonen weergeven, want er zijn ijna geen mensen die alle tonen tussen 20 Hz en Hz kunnen horen. Bovendien is de gehoordrempel ij lage tonen hoog, zodat je lage tonen alleen hoort als de geluidssterkte groot is. 3.4B 45 Wijzer in figuur 3.38 naar rechts, zoals in figuur 3.38a. De spoel eweegt naar de noordpool. Dit heeft hetzelfde effect als wanneer de noordpool naar de spoel eweegt, zoals in figuur 3.38a. Wijzer in figuur 3.38c naar rechts, zoals in figuur 3.38a. Doordat er nu een zuidpool aan de kant van de spoel zit, zou de wijzer de andere kant opgaan. Maar de stroom keert ook weer om, door dat de magneet van de spoel af eweegt. De situatie heeft dus weer hetzelfde effect als die van figuur 3.38a. 46 a Frequentiekarakteristiek Een luidspreker die hoge tonen goed weergeeft kan grote frequenties weergegeven. De karakteristiek loopt dus hoog aan de kant van de hoge frequenties. 47 Spoel 1 wordt een sterkere magneet. Voor spoel 2 lijkt het of een magneet dichterij komt. In spoel 2 ontstaat dan een inductiestroom. 48 a Het plaatje in een microfoon gaat meetrillen. Het plaatje moet met alle geluiden van een stem kunnen meetrillen. Het moet dus veel eigentrillingen heen. 3.5A 49 1 Dirigent 2 Zangeres 3 Trompettiste 4 Muziekleraar B 51 a 1 Uit je kennissen-, familie- of vriendenkring. 2 Uit de gouden gids of het telefoonoek. c d 1 Hoe heet u? 2 Welke opleidingen heeft u? 3 Waarom heeft u voor dit eroep gekozen? Pagina 10 van 11

11 4 Wat zijn de leuke kanten van dit eroep? 5 Wat zijn de minder leuke kanten van dit eroep? 6 Welke opleidingen zijn voor dit eroep noodzakelijk? 7 Heeft u een leidinggevende functie? 8 Bent u tevreden met de taken die u moet uitvoeren? 9 Vindt u dat deze taken ook inderdaad ij dit eroep horen? 52 a Er staat M/V. Dit etekent dat mannen en vrouwen mogen solliciteren. c 1 Onderzoek van de hoorfunctie. 2 Revalidatie ij geleken slechthorendheid. 3 Onderzoek naar spraak- en taalontwikkelingsachterstand ij (jonge) kinderen. d e Betrokkenheid Verantwoordelijkheidsgevoel Belangstelling voor jonge kinderen Bewust van de eenmaligheid van patiëntencontacten Sociaal vaardig f g h Via havo of vwo en daarna een studie aan het ho. i Ja j Zoekpuzzel Woord: Geluidsinstallatie Pagina 11 van 11