Hoofdstuk 3 geluid - kopie 1 - kopie 1

Hoofdstuk 3 geluid - kopie 1 - kopie 1

Introductie NS

Beste leerlingen,

 

Je hebt voor NS een tekstboek en een digitaal werkboek (wikiwijs).

Je gebruikt het tekstboek als bron. Je maakt de opdrachten of in je schrift of in een Word document.

Let op: zorg dat bij een huiswerk controle alle opdrachten direct toonbaar zijn!

 

Voor de toets heb je dus zowel de wiki als het tekstboek nodig, het leren van de PowerPoint presentaties alleen is dus niet voldoende.

leerdoelen H3

Aan het eind van dit hoofdstuk moet je het volgende kunnen:

  • Uitleggen wat geluid is.
  • Uitleggen hoe geluid verplaatst.
  • Uitrekenen van frequentie en trillingstijd met formule.
  • Omrekenen van eenheden van tijd, frequentie, snelheid en afstand
  • Berekenen van snelheid, afstand en tijd.
  • Uitleggen en begrijpen van verband tussen tijd en frequentie.
  • Uitleggen en begrijpen van verband tussen snelheid, afstand en tijd.
  • Uitleggen en begrijpen van trillingen mbv een oscilloscoop.
  • Berekenen van trillingstijd en frequentie mbv beeld op een oscilloscoop.
  • Geluidssterkte begrijpen mbv beeld op een oscilloscoop.
  • Geluiden van muziekinstrumenten uitleggen.
  • Gehoorbereik, bovenste en onderste gehoorgrens gebruiken.
  • Rekenen met geluidssterkte.
  • Begrijpen en gebruiken van de gehoordrempel.

3.1 Geluid maken en horen

Bij paragraaf 3.1 komen de volgende leerdoelen aan bod:

  • Uitleggen wat geluid is.
  • Uitleggen hoe geluid verplaatst.
  • Uitrekenen van frequentie en trillingstijd met formule.
  • Omrekenen van eenheden van tijd, frequentie, snelheid en afstand
  • Berekenen van snelheid, afstand en tijd.
  • Uitleggen en begrijpen van verband tussen tijd en frequentie.
  • Uitleggen en begrijpen van verband tussen snelheid, afstand en tijd.

Instructiefilmpjes bij §3.1

Uitleg Frequentie en Trillingstijd

Uitleg: Hoe snel gaat geluid? Formule uitrekenen!

3.1.1 Intro: Geluid maken

  1. Wat is het medium in de onderstaande situaties
    1. Een gesprek in de trein
    2. Dolfijnen die met elkaar communiceren
    3. Wanneer je met je oor op tafel ligt en er wordt op de tafel geklopt

       

  2. In sciencefiction films zie je vaak ruimteschepen exploderen met enorme harde knallen.
    1. Leg uit waarom je nooit een knal zou kunnen horen van een ruimteschip.
    2. Leg uit waarom je de explosie toch kan waarnemen
    3. Welke conclusie kun je trekken over licht uit antwoord b.

       

  3. Leg uit wat het kwalitatieve verband is tussen de begrippen
    1. trillingen en hoge tonen
    2. trillingen en lage tonen
    3. frequentie en trillingen
    4. trillingstijd en frequentie
    5. frequentie, trillingen en hoge tonen

3.1.2 Vragen en opdrachten

Oefening: Opdracht 5 Omrekenen

Start

6. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.Bereken de trillingstijd.

  1. Als de frequentie 22 Hz is
  2. Als de frequentie 1,095 * 103 Hz is
  3. Als de frequentie 0,17 Hz is
  4. Als de frequentie 24 kHz is
  5. Als de frequentie 0,89 kHz is

7. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen. Bereken de frequentie.

  1. Als de trillingstijd 59 s is
  2. Als de trillingstijd 0.0049 s is
  3. Als de trillingstijd 6,7 *10-3 s is
  4. Als de trillingstijd 178 ms is
  5. Als de trillingstijd 0,4 ms is

8. Een kolibrie kan in een minuut tot wel 4800 bewegingen op en neer maken met zijn vleugels.

  1. Bereken de frequentie van de vleugels
  2. Bereken de tijd die een kolibrie over 1 heen en weer beweging maakt
  3. Bereken hoeveel slagen een kolibrie maakt in 8,16 sec.

9. Leg uit waar geluid sneller in gaat. In water van 20 oC of in beton?

10. Wanneer je helium inademt dan klinkt je stem veel hoger. Geef hiervoor een verklaring met de gegevens uit bron 9.

11. Bij onweer wordt vaak gezegd dat je de tijd moet tellen tussen de bliksem en de donder. Voor elke 3 seconde mag je dan rekenen op een kilometer afstand tussen het onweer en waar jij bent.

  1. Bereken of deze bewering klopt. Ga hierbij uit van lucht van 20 oC. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.
  2. Bereken hoe groot de afstand zou zijn als de lucht van helium was. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.

     

12. Bereken de afstand tot een onweersbui. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.

  1. Als er 22 s zit tussen de flits en de donder, ga uit van 20 oC
  2. Als er 22 s zit tussen de flits en de donder, ga uit van 0 oC
  3. Als er 0,45 min zit tussen de flits en de donder, ga uit van 20 oC
  4. Als er 0.578 s zit tussen de flits en de donder, ga uit van 40 oC

     

13. Je staat bij een echoput op een koude dag. Je schreeuwt in de echoput en hoort iets later je echo. Je gaat de diepte van de put onderzoeken. Je meet de tijd die het geluid er over doet om bij je terug te komen. Dit blijkt 0,4828 s te zijn.

  1. Bereken hoeveel afstand het geluid in die tijd af kan leggen. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.
  2. Bereken de diepte van de put.
  3. Als je weg loopt vind je een bordje met informatie over de echoput. Deze blijkt 75,3 m diep te zijn.  Wat zegt dit over de snelheid van het geluid en de temperatuur tijdens je meting?

     

14. Bij de finale op de 100 m hardlopen staat de starter bij baan 1. De loper op baan 1 staat 2 meter bij de starter vandaan. De loper op baan 8 staat 22 m bij de starter vandaan. Bereken hoeveel later de loper op baan 8 het startschot hoort dan de loper op baan 1 als het 20 oC is.

3.2 Geluid in beeld

Bij paragraaf 3.2 komen de volgende leerdoelen aan bod:

  • Uitleggen en begrijpen van trillingen mbv een oscilloscoop.
  • Berekenen van trillingstijd en frequentie mbv beeld op een oscilloscoop.
  • Geluidssterkte begrijpen mbv beeld op een oscilloscoop.

Demo-practicum: geluid in beeld

De TOA laat geluid zien met behulp van een oscilloscoop. Je ziet de trillingen op het scherm veranderen als het geluid veranderd van hoog naar laag. Of van hard naar zacht.

Onderzoeksvragen:

  • Hoe ziet een trilling eruit?
  • Wat verandert er aan een trilling als de toonhoogte veranderd?
  • Wat verandert er aan een trilling als de geluidssterkte veranderd

Practicum 1: De toon van een flesje

muziek met flessen

Hieronder volgt een onderzoeksinstructie voor het practicum

WAT?

Je gaat onderzoeken hoe groot de frequentie van een reageerbuis is in verschillende situaties. Je maakt hiervan een geschreven labjournaal

HOE?

.

In de bijlage staat een begin van een onderzoeksplan. Deze moet je als voorbereiding op het practicum afmaken. Geen voorbereiding is geen practicum.

Je zet de app audioworks op je IPAD: https://itunes.apple.com/nl/app/audioworks/id943541587?mt=8

Tijdens de les voer je je practicum uit en maak je het labjournaal.

HULP

Als je niet weet wat moet je doen. Probeer dan eerst dit-->

Bekijk je aantekening van de demo: geluid in beeld

Zoek op internet naar informatie

Vraag de TOA of je docenten.

TIJD

 

Ongeveer 20 min voorbereiden en ongeveer 50 min uitvoeren en uitwerken

 

 

OPBRENGST

Leerdoelen:

  • Meten met een oscilloscoop.
  • Het doen van een onderzoek.
  • Schrijven van een labjournaal
  • Rekenen met een oscilloscoop

KLAAR

Geef een seintje

 

 

3.2.1 Vragen en opdrachten

 

vraag

  

afbeelding

1

Teken van de onderstaande trillingen:

  1. 1 seconde van een frequentie van 3 Hz
  2. 0,1 seconde van een frequentie van 80 Hz
  3. 0,01 seconde van een frequentie van 150 Hz
  4. 2 ms van een frequentie van 2 kHz
  5. 0,1 ms van een frequentie van 15 kHz
  

2

Gebruik voor deze opdracht figuur 1

  1. Hoeveel trillingen staan er op het oscilloscoop scherm?
  2. Bereken de frequentie wanneer elk hokje 2 ms is.
  3. Bereken de Trillingstijd als elk hokje 3 ms is.
  4. Bereken de frequentie als elke hokje 5 ms is

Figuur 1

3

Gebruik voor deze opdracht figuur 2

  1. Hoeveel trillingen staan er op het oscilloscoop scherm?
  2. Bereken de frequentie wanneer elk hokje 22 ms is.
  3. Bereken de Trillingstijd als elk hokje 31 ms is.
  4. Bereken de frequentie als elke hokje 0,05 ms is

Figuur 2

4

Gebruik voor deze opdracht figuur 3

  1. Bereken de frequentie wanneer elk hokje 2,8 ms is.
  2. Bereken de Trillingstijd als elk hokje 0,31 ms is.
  3. Bereken de frequentie als elke hokje 5,66 ms is

Figuur 3

5

Gebruik voor deze opdracht figuuur 4

  1. Bereken de frequentie en de trillingstijd wanneer elk hokje 0, 82 ms is
  2. Bereken de Trillingstijd en de frequentie als elk hokje 1,38 ms is
  3. Bereken de frequentie en de trillingstijd als elke hokje 987 ms is

Figuur 4

6

Gebruik voor deze opdrachten de figuren 1 tot en met 4

  1. Ga er vanuit dat de trilling op afbeelding 1 een frequentie heeft van 100 Hz. Bereken hoeveel tijd 1 hokje dan is.
  2. Ga er vanuit dat de trilling op afbeelding 2 een frequentie heeft van 163 Hz. Bereken hoeveel tijd 1 hokje dan is.
  3. Ga er vanuit dat de trilling op afbeelding 3 een frequentie heeft van 8,4 kHz. Bereken hoeveel tijd 1 hokje dan is.
  4. Ga er vanuit dat de trilling op afbeelding 4 een frequentie heeft van 198,4 Hz. Bereken hoeveel tijd 1 hokje dan is.
  

 

3.3 Muziekinstrumenten

Bij paragraaf 3.3 komen de volgende onderdelen aan bod:

  • Geluiden van muziekinstrumenten uitleggen.
  • Gehoorbereik, bovenste en onderste gehoorgrens gebruiken.

3.3.1 Intro: muziekinstrumenten

Opdrachten

1. Welke twee soorten muziekinstrumenten zijn er?

2. Wat is de functie van de klankkast?

3. Omschrijf het begrip resonantie met behulp van natuurkundige begrippen.

4. Teken 1 seconde van een de trillingen van een stemvork met:

   a. 5 Hz zonder klankkast

   b. 5 Hz met klankkast

   c. 3 Hz zonder klankkast

   d. 3 Hz met klankkast

Practicum 2: onderzoek doen aan instrumenten

Kwalitatief onderzoek naar muziekinstrumenten

 

Bij dit onderzoek moet je kwalitatieve verbanden zoeken voor zowel snaar- als blaasinstrumenten. Je kunt bijvoorbeeld denken aan de dikte of lengte van de snaar of de lengte van de luchtkolom. Je onderzoekt ten minste 4 verschillende variabelen. Bedenk zelf een onderzoeksopzet. De onderzoeksopzet moet af zijn voordat je het onderzoek kan uitvoeren. Je rond deze opdracht af met een labjournaal (dus geschreven) in je schrift. Je hebt de beschikking over de onderstaande voorwerpen.

 

Benodigdheden:

  • Reageerbuizen
  • Flessen
  • Snaren van verschillende diktes
  • Klankkast

 

Vragen bij het labjournaal:

1. Omschrijf wat je hebt geleerd met betrekking tot de leerdoelen van dit practicum.

3.3.2 Vragen en opdrachten

5. Leg uit of de volgende frequenties hoorbaar zijn voor mensen. Maak hierbij gebruik van bron 4

a. f = 16 Hz

b. f = 2900 Hz

c. f = 21000 Hz

d. f = 1,0 kHz

e. f = 23 kHz

f. f = 2400 kHz

 

6. Leg uit of de volgende frequenties hoorbaar zijn voor honden, dolfijnen of vleermuizen. Maak hierbij gebruik van bron 4

a. f = 16 Hz

b. f = 2900 Hz

c. f = 21000 Hz

d. f = 1,0 kHz

e. f = 23 kHz

f. f = 2400 kHz

 

7. Als je ouder wordt gaat je gehoor achteruit. Hieronder staan een aantal frequenties. Beantwoord met behulp van bron 5 of jij, je docent en iemand van 80 deze tonen kunnen horen. Zet je antwoord in een overzichtelijke tabel.

a. f = 19 kHz

b. f = 17 000 Hz

c. f = 15 000 Hz

d. f = 10 kHz

e. f = 5 kHz

 

8. Geef de onderstaande verbanden kwalitatief weer in een als dan zin. Voorbeeld van een als dan zin is: Als ik meer muntjes op de weegschaal leg dan wordt de massa groter.

a. Dikte van een snaar en de frequentie.

b. Lengte van de snaar en de frequentie

c. Lengte van de luchtkolom en de frequentie

 

3.4 Geluidssterkte

Bij paragraaf 3.4 komen de volgende onderdelen aan bod:

  • Rekenen met geluidssterkte.
  • Begrijpen en gebruiken van de gehoordrempel.

Instructiefilmpje bij §3.4

3.4.1 Opdrachten

  1. Het is vaak niet zo makkelijk om de geluidssterkte goed te schatten. Vaak kunnen we wel aangeven of de éne geluidsbron meer geluid produceert dan een andere geluidsbron.
  1. Waarmee kun je de geluidssterkte precies meten?
  2. In welke eenheid wordt de geluidssterkte uitgedrukt?

 

  1. Je meet de geluidssterkte van twee dezelfde scooters die evenveel geluid produceren. De geluidssterkte die je meet is 90 dB. Plotseling valt de motor van één van de scooters uit. Hoeveel dB zal de decibelmeter nu aangeven?

     

  2. In een klas van 32 leerlingen wordt een geluidssterkte gemeten van 72 dB. Elke leerling maakt dezelfde hoeveelheid aan geluidssterkte. Laat aan de hand van een berekening zien wat de geluidssterkte van één leerling is. (Doe dit door eerst te berekenen hoeveel geluid 16 leerlingen produceren, dan 8 leerlingen, enzovoort.

     

  3. De auto’s tijdens de spits op een doorgaande weg produceren veel geluid. Volgens de geluidsnormen mogen huizen aan de buitenkant niet meer dan 57 dB geluid ontvangen van de auto’s. Deze geluidssterkte meet je op een afstand van 400 m van de doorgaande weg.
  1. Bereken de geluidssterkte op 200 m afstand.
  2. Bereken de geluidssterkte op 25 m.
  1. Bekijk de grafiek hieronder. In het meest linker gedeelte loop je geen gevaar voor gehoorbeschadiging. In het middelste gedeelte van de grafiek krijg je wel last van je oren, maar geen blijvende gehoorschade. Het donkergrijze gedeelte zorgt voor blijvende gehoorschade. Uit de grafiek kan je aflezen dat bij 90 dB na iets meer dan 3 uur blijvende gehoorbeschadiging kan optreden.

  1. Na hoeveel tijd kan er bij 95dB blijvende gehoorschade op optreden?
  2. Waaraan kan je zien dat vuurwerk (130dB) directe blijvende gehoorschade kan veroorzaken?
  3. Een muzikant van een groot orkest ontvangt een constante geluidssterkte van 85dB tijdens het repeteren van de muziekstukken. Is het verstandig om dan geen gehoorbeschermers te dragen? Schrijf op waarom je dat vindt.
  4. Hoelang kunnen de muzikanten repeteren zonder dat er blijvende gehoorschade optreedt?

     

  1. Veel leerlingen fietsen naar school met oordopjes in hun oren. Ze luisteren graag naar hun favoriete muziek tijdens de lange rit naar school. Om te controleren of je geen risico loopt op een gehoorschade meet je de geluidssterkte van één oortje. Je meet een geluidssterkte van 80dB.
  1. Leg uit of je nu gerust kunt zijn.
  2. Tijdens de meting van de geluidssterkte van het oortje was de afstand tussen de dB-meter en het oortje 16 cm. Als je muziek luistert is de afstand tussen oortje en trommelvlies ongeveer 1 cm. Bereken welke geluidssterkte de trommelvlies ontvangt als je muziek luistert.
  3. Controleer je antwoord bij a nog eens. Ben je het nog steeds eens met je antwoord? Of moet je hier op terugkomen na je berekening in vraag b.

 

  1. In Almelo staan veel huizen op een afstand van 50 m van het spoor. Ook deze huizen hebben een norm dat ze niet meer dan 57dB mogen ontvangen. De treinen produceren zoveel geluid dat deze geluidsnormen worden overschreden. Om de bewoners tegemoet te komen heeft de gemeente voorgenomen om geluidsschermen te plaatsen. De hoogte van deze schermen liggen tussen de 1 m en de 6 m, dit is afhankelijk van de afstand van het spoor naar de huizen.

    Elke meter aan hoogte van het geluidsscherm zorgt er voor dat de geluidssterkte na het scherm met 4dB afneemt.

  1. Bereken de geluidssterkte op 50 m als er een geluidssterkte wordt gemeten van 63dB op een afstand van 200 m.
  2. Bereken hoe hoog het geluidsscherm moet zijn als de huizen op een afstand van 50 m aan de norm van 57dB moeten voldoen.
  3. Bereken hoe dicht de huizen aan het spoor gebouwd mogen worden als er een scherm van 6 m hoog staat.

 

 

 

 

 

Practicum 3: Meten van de geluidssterkte

Introductieopdracht:

Als introductie lees je het artikel bij de onderstaande link en beantwoord dan de vragen voordat je de proef gaat uitvoeren: http://nos.nl/op3/artikel/2029461-een-kwart-van-de-jonge-mensen-heeft-gehoorschade.html

Vragen bij de introductieopdracht:

  1. Hoe kan gehoorschade bij jongen mensen ontstaan?
  2. Wat is tinnitus?

 

Inleiding:

Zoals je in het artikel hebt kunnen lezen is gehoorschade bij jongeren een blijvend en structureel gezondheidsprobleem. In dit practicum ga je gedurende je dag de geluidssterkte meten. Zijn er situaties waarin jij een verhoogd risico hebt op gehoorschade? Op wikipedia kun je een overzicht vinden waarin geluidssterkte en maximale tijdsduur worden weergegeven voordat het voor mensen schadelijk wordt. https://nl.wikipedia.org/wiki/Lawaaidoofheid

 

Doel: Bewust worden van geluidssterkte in je dagelijks leven en de gevolgen daarvan. Schrijf een advies aan jezelf om lawaaidoofheid te voorkomen.

Benodigdheden:

Een digitale decibel meter op de telefoon of Ipad. Diverse gratis varianten te vinden.

 

Logboek

 
geluidsniveau (dB) Tijd (min) plek                
     
     

Voorbeeld logboek

 

Werkwijze:

  1. Installeer een decibelmeter app op je ipad/telefoon.
  2. Meet gedurende de dag, minimaal 5 keer, de geluidssterkte. Houdt bij hoe lang die sterktes aanhouden. Noteer al deze metingen in een logboek, zie voorbeeld logboek.
  3. Trek aan het eind van de dag een conclusie over de gevaren die je loopt om gehoorschade op te lopen.
  4. Geef een advies om deze gevaren te beperken.

 

 

 

Rekenvaardigheid: Rekenen met formules

Bij deze opdrachten kun je gebruik maken van de volgende formules:

T = 1/f

v= s/t

 

Bij deze opdrachten maak je altijd gebruik van het stappenplan voor rekenvragen!

 

  1. Een snaar trilt 357 keer in 1 seconde. Bereken de trillingstijd van deze snaar.
  2. Het vel van een trommel maakt in 0,087 s exact 2 trillingen. Bereken de trillingstijd
  3. Daphne Schippers liep bij de OS in Rio naar een tweede plaats op de 200 m in een tijd van 21.88 seconde. Bereken de snelheid van Daphne.
  4. Een rit met de auto van Enschede naar Almelo duurt 34 min. De afstand die wordt afgelegd is 43 km. Bereken de snelheid van de auto.
  5. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen. Bereken de trillingstijd als de frequentie:
    1. 22 Hz is
    2. 1,095 * 103 Hz is
    3. 0,17 Hz is
    4. 24 kHz is
    5. 0,89 kHz is
  6. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen. Bereken de frequentie als de trillingstijd:
    1. 59 s is
    2. 0.0049 s is
    3. 6,7 *10-3 s is
    4. 178 ms is
    5. 0,4 ms is
  7. Een kolibrie kan in een minuut tot wel 4800 bewegingen op en neer maken met zijn vleugels
    1. Bereken de frequentie van de vleugels
    2. Bereken de tijd die een kolibrie over 1 heen en weer beweging maakt
    3. Bereken hoeveel slagen een kolibrie maakt in 8,16 sec
  8. Bij onweer wordt vaak gezegd dat je de tijd moet tellen tussen de bliksem en de donder. Voor elke 3 seconde mag je dan rekenen op een kilometer afstand tussen het onweer en waar jij bent.
    1. Bereken of deze bewering klopt. Ga hierbij uit van lucht van 20 oC. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.
    2. Bereken hoe groot de afstand zou zijn als de lucht van helium was. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.
  9. Bereken de afstand tot een onweersbui. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.
    1. Als er 22 s zit tussen de flits en de donder, ga uit van 20 oC
    2. Als er 22 s zit tussen de flits en de donder, ga uit van 0 oC
    3. Als er 0,45 min zit tussen de flits en de donder, ga uit van 20 oC
    4. Als er 0.578 s zit tussen de flits en de donder, ga uit van 40 oC
  10. Je staat bij een echoput op een koude dag. Je schreeuwt in de echoput en hoort iets later je echo. Je gaat de diepte van de put onderzoeken. Je meet de tijd die het geluid er over doet om bij je terug te komen. Dit blijkt 0,4828 s te zijn.
    1. Bereken hoeveel afstand het geluid in die tijd af kan leggen. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.
    2. Bereken de diepte van de put
    3. Als je weg loopt vind je een bordje met informatie over de echoput. Deze blijkt 75,3 m diep te zijn.  Wat zegt dit over de snelheid van het geluid en de temperatuur tijdens je meting?
  11. Bij de finale op de 100 m hardlopen staat de starter bij baan 1. De loper op baan 1 staat 2 meter bij de starter vandaan. De loper op baan 8 staat 22 m bij de starter vandaan. Bereken hoeveel later de loper op baan 8 het startschot hoort dan de loper op baan 1. Ga er vanuit dat het die dag 20oC is.

Oefentoets Onthouden en begrijpen

De oefentoets is te maken via socrative. Je vult het kamernummer in van je docent die hieronder te vinden is. Je vult je voor en achternaam in.

Kamernummer per docent:

SWT: 981689

ZGM: 441009

STS: 

MDL: 

 

 

 

Oefentoets Toepassen en Integreren

  1. Berekeningen
    1. Bereken de frequentie van een toon met de trillingstijd van 0,000876 min.
    2. Bereken de Trillingstijd als een toon een frequentie heeft van 7,8 * 103 kHz.
    3. Een fietser heeft een snelheid van 18,3 km/h. Bereken de snelheid van de fietser in m/s.
    4. Een fietser fiets 16,8 km in 53 minuten. Bereken de snelheid van de fietser in m/s.
    5. Een auto rijdt met een snelheid van 109,3 km/h gedurende 41 min. Bereken de afstand die de auto heeft afgelegd in meters.
  2. Scheepvaart
    1. In de scheepvaart wordt de sneheid uitgedrukt in knopen. Een knoop staat gelijk aan een zeemijl per uur. Een zeemijl is precies 1852 m. Bereken de snelheid 1 knoop om naar km/h en m/s.
    2. Een schip legt 234 zeelmijl af in 7 uur en 15 minuten. Bereken de snelheid in m/s
    3. Een schip vaart met een snelheid van 39,87 knopen en legt 276 km af. Bereken de tijd.
    4. Een ander schip vaart gedurende 156 min met een snelheid van 45,7 knopen. Bereken de afstand in km die dat schipp heeft afgelegd.
  3. Akoestische gitaar
    1. Een gitarist stemt zijn gitaar en draait zijn snaren strakker de toon wordt daardoor hoger. Leg uit wat er verandert aan de trillingen.
    2. Wanneer de gitaar goed gestemd is  begint de gitarist te spelen. Hij drukt zijn vinger halverwege op de snaar. Leg uit wat er veranderd aan de trilling en aan de toon.
    3. Het zoontje van de gitarist is de grappigste thuis en heeft de gehele klankkast van de gitaar opgevuld met pur. Leg uit wat er verandert aan het geluid.
    4. De gitarist heeft ook nog een basgitaar in huis. Hij gaat nu een deuntje spelen op de basgitaar. Deze maakt een veel lagere toon dan de akoestische gitaar. Leg uit welke veranderingen aan de snaar er de oorzaak van zijn dat de basgitaar een veel lager geluid maakt.
  4. Muziekfestival
    1. Bij een muziekfestival is de maximale geluidssterkte die gebruikt mag worden 100 dB. Dit is gemeten op een afstand van 1 meter van de boxen. Willem staat bij zijn favoriete band op 8 meter van de boxen. Bereken de geluidssterkte bij Willem.
    2. Freek is tijdens het concert naar voren gedrongen en staat op 25 cm van de boxen. Bereken de geluidssterkte bij Freek.
    3. Er staan in totaal 4 boxen. Tijdens het concert vallen er 3 uit en werkt er nog maar 1. Bereken de geluidssterkte die de ene overgebleven box produceert.

Antwoorden Opdrachten

Antwoorden 3.1.2

1.Wat is het medium?

  1. Lucht
  2. Water
  3. Tafel (hout)

2. In sciencefiction films zie je vaak ruimteschepen exploderen met enorme harde knallen.

  1. Er is geen lucht of andere stof aanwezig die als medium kan dienen.
  2. Je kunt de lichtflits zien.
  3. Licht heeft blijkbaar geen medium nodig.

3. Leg uit wat het kwalitatieve verband is tussen de begrippen.

  1. Hoe meer trillingen hoe hoger de toon.
  2. Hoe minder trillingen hoe lager de toon.
  3. Hoe hoger de frequentie, des te meer trillinger en zijn of hoe lager de frequentie, des te minder trillingen er zijn.
  4. Hoe langer de trillingstijd, hoe lager de frequentie, of hoe korter de trillingstijd hoe hoger de frequentie.
  5. hoe hoger de frequentie, hoe meer trilingen er zijn, hoe hoger de toon.

4.Zelf controleren

5. Zelf controleren

6. Bereken de trillingstijd als de frequentie. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.

  1. f = 22 Hz T = ? T= 1/f  T = 1/22 = 0.045 s
  2. f = 1,095 * 10 3 Hz T = ? T= 1/f  T = 1/1,095 * 10 3 = 9,1 *10-4 s
  3. f = 0,17 Hz T = ? T= 1/f  T = 1/0,17 = 5,9 s
  4. f = 24 kHz = 24000 Hz T = ? T= 1/f  T = 1/24000 = 4,2 *10-5 s
  5. f = 0,89 kHz = 890 HzT = ? T= 1/f  T = 1/890 = 0.0011 s

7. Bereken de frequentie als de trillingstijd. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.

  1. T=59 s f = ?  f = 1/T f = 1/59 f = 0,017 Hz
  2. T=0.0049 s f = ?  f = 1/T f = 1/0.0049 f = 204 Hz
  3. T=6.7 * 10-3 s f = ?  f = 1/T f = 1/6.7 * 10-3 f = 149 Hz
  4. T=178 ms = 0.178 s f = ?  f = 1/T f = 1/0.178 f = 5,6 Hz
  5. T=0.4 ms = 0.0004 f = ?  f = 1/T f = 1/0,0004 f = 2500 Hz

8. Een kolibrie kan in een minuut tot wel 4800 bewegingen op en neer maken met zijn vleugels.

  1. aantal trillingen in 1 min = 4800. f = ? dus reken aantal trillingen per seconde uit. f = 4800 / 60 = 80 Hz
  2. T = ?    f = 80  Hz    T = 1/f  T = 1/ 80 = 0.0125 s
  3. t = 8.16 s   f = 80 Hz   Aantal trillingen = 80 * 8,16 = 652.8 s

9. Geluid gaat het snelst in beton want geluid gaat met een snelheid van 4300 m/s en water gaat met 1484 m/s.

10. De snelheid van geluid in helium is hoger dan de snelheid van geluid in lucht. Doordat het geluid sneller gaat, gaat de trilling sneller en dus heb je meer trillingen per seconde en een hogere toon.

11. Bij onweer wordt vaak gezegd dat je de tijd moet tellen tussen de bliksem en de donder. Voor elke 3 seconde mag je dan rekenen op een kilometer afstand tussen het onweer en waar jij bent.

  1. t = 3 s      v = 343 m/s    s  = ?    v = s/t      s = v * t   s = 343 * 3 = 1029 m. De bewering klopt dus.
  2. t = 3 s      v = 965 m/s    s  = ?    v = s/t      s = v * t   s = 965 * 3 = 2895 m. De bewering klopt dus.

12. Bereken de afstand tot een onweersbui. Gebruik de systematische aanpak voor het oplossen van rekenvragen.

  1. t = 22 s   v = 343 m/s    v = s/t    s = v*t      s = 22*343 = 7546 m
  2. t = 22 s   v = 332 m/s    v = s/t    s = v*t      s = 22*332 = 7304 m
  3. t = 0,45 min = 27 s   v = 343 m/s    v = s/t    s = v*t      s = 27*343 = 9261 m
  4. t = 0.578 s   v = 354 m/s    v = s/t    s = v*t      s = 0.578 *354 = 205 m

13.Je staat bij een echoput op een koude dag. Je schreeuwt in de echoput en hoort iets later je echo. Je gaat de diepte van de put onderzoeken. Je meet de tijd die het geluid er over doet om bij je terug te komen. Dit blijkt 0,4828 s te zijn.

  1. v = 332 m/s   t = 0,4828 s   s = ?   v= s/t  s = v*t    s = 332 * 0,4828 = 160 m
  2. diepte put is 160 /2 = 80 m
  3. Het geluid heeft langer over de 75,5 m gedaan daarom kom je hoger uit dan de 75,5 m uit. Het geluid ging dus langzamer. Het moet dus warmer zijn dan 0oC. Want bij een hogere temperatuur neemt de snelheid toe.

14. Bij de finale op de 100 m hardlopen staat de starter bij baan 1. De loper op baan 1 staat 2 meter bij de starter vandaan. De loper op baan 8 staat 22 m bij de starter vandaan. Bereken hoeveel later de loper op baan 8 het startschot hoort dan de loper op baan 1 als het 20 oC is.

s = 22 - 2 = 20 m   v = 343 m/s   t = ?    v= s/t    t = s/v   t = 20/ 343 = 0.058 s

Antwoorden 3.2.1

Antwoorden vraag 1
Antwoorden vraag 1
  1. Gebruik voor deze opdracht afbeelding 1
    1. 2,5 trilling
    2. Aantal hokje = 10. Elk hokje is 2 ms.  Tijd = 10 * 2 = 20 ms = 0,02 s. f = 2,5 / 0,02 = 125 Hz
    3. tijd = 10 * 3 = 30 ms = 0,03 s. T = 0,03/2,5 = 0,12 s
    4. tijd = 10 * 5 = 5- ms = 0,05 s. f = 2,5 /0,05 = 50 Hz
  2. Gebruik voor deze opdracht afbeelding 2
    1. 3,75 trillingen
    2. tijd = 5 hokjes * 22 = 110 ms = 0.011 s.   f = 3,75 / 0,11 = 34 Hz
    3. tijd = 0,155 s    T = 0,155 / 3,75 = 0,041 s
    4. tijd = 0,25 * 10-3 s.  f = 3,75 /0,25 * 10-3 = 15000 Hz = 15 kHz
  3. Gebruik voor deze opdracht afbeelding 3
    1. 10 trillinge in 10 hokjes. tijd = 10 * 2,8 = 28 ms = 0,028 s.   f = 10 /0,028 = 357 Hz
    2. tijd = 0,0031 s T= 0,0031/10 = 0,00031 s = 3,1 ms
    3. tijd = 0,0566 s. f = 10/0,0566 = 177 Hz
  4. Gebruik voor deze opdracht afbeelding 4
    1. f = 9,25/ 4,1 *10-3= 2256 Hz T = ? T = 1/f = 1/2256 = 0.00044 s
    2. T= 6,9*10-3/9,25 = 0.000746 s = 0.746 ms f = 1/T = 1/0.000746 = 1340 Hz
    3. f = 9.25/4.935 = 1.87 Hz, T = 1/1.87 = 0.53 s
  5. Gebruik voor deze opdrachten de afbeeldingen 1 tot en met 4
    1. f = 100 Hz dus 100 trillingen per seconde. Op het scherm staan 2,5 trilling. 2,5 is 40 keer kleiner dan 100. daarom is de tijd ook 40 maal zo klein. dus 1/40 = 0.025 s. Die 0,025 seconde zijn verdeeld over 10 hokjes, elk hokje is dus 0,0025 s
    2. f = 163 Hz dus 163 trillingen per seconde. Op het scherm staan 3.75 trilling. 163/ 3,73 = 43 x, dus de tijd is 43 keer kleiner dan 1 seconde, dus 1/43 = 0.023 s. Die 0,023 seconde zijn verdeeld over 10 hokjes, elk hokje is dus 0,0023 s
    3. f = 8.4 Hz dus 8400 trillingen per seconde. Op het scherm staan 10 trilling. 8400/10  =840x, dus de tijd is 840 keer kleiner dan 1 seconde, dus 1/840 = 0.0012 s. Die 0,0012 seconde zijn verdeeld over 10 hokjes, elk hokje is dus 0,00012 s = 0.12 ms
    4. f = 198.4 Hz dus 198.4 trillingen per seconde. Op het scherm staan 9,25 trilling. 198.4/ 9,25 =  x, dus de tijd is 21 keer kleiner dan 1 seconde, dus 1/21 = 0.023 s. Die 0,048 seconde zijn verdeeld over 10 hokjes, elk hokje is dus 0,0048 s

Antwoorden 3.3.2

1. Welke twee soorten muziekinstrumenten zijn er?

blaasinstrumenten en snaarinstrumenten 

2. Wat is de functie van de klankkast?

Een muziekinstrument heeft een klankkast nodig om voldoende luid te klinken. De klankkast versterkt het geluid.

3. Omschrijf het begrip resonantie met behulp van natuurkundige begrippen.

Resonantie is het verschijnsel dat een voorwerp gaat trillen met een van buitenaf opgelegde trilling (een gedwongen trilling)

4. Teken 1 seconde van een de trillingen van een stemvork met.

Laat dit controleren door je docent. 

5. Leg uit of de volgende frequenties hoorbaar zijn voor mensen. Het bereik van mensen zit tussen 20 en 20000 Hz (20 kHz).

a. 16 Hz kunnen ze dus niet horen.

b. 2900 Hz kunnen ze wel horen.

c. 21000 Hz kunnen ze niet horen.

d. 1,0 kHz = 1000 Hz. Dit kunnen ze wel horen.

e. 23 kHz kunnen ze niet horen.

f. 2400 kHz kunnen ze niet horen.

6. Leg uit of de volgende frequenties hoorbaar zijn voor honden, dolfijnen of vleermuizen.

Het bereik van honden ligt tussen 16 Hz en 55000 Hz (55 kHz).

Het bereik van dolfijnen ligt tussen 120 Hz en 115000 Hz (115 kHz).

Het bereik van vleermuizen ligt tussen 1200 Hz (1,2 kHz) en 115000 Hz (115 kHz).

a. 16 Hz is alleen te horen door honden.

b. 2900 Hz horen ze alle drie.

c. 21000 Hz horen ze alle drie.

d. 1,0 kHz horen de honden en dolfijnen wel. De vleermuis niet.

e. 23 kHz horen ze alle drie.

f. 2400 kHz kunnen ze alle drie niet horen.

 

7. Als je ouder wordt gaat je gehoor achteruit. Hieronder staan een aantal frequenties. Beantwoord met behulp van bron 5 of jij, je docent en iemand van 80 deze tonen kunnen horen.

Frequentie Jij (+/- 13/14 jaar) Docent (+/- 30 jaar) 80 jarige
a. 19 kHz Nee Nee Nee
b. 17000 Hz Ja Nee Nee
c. 15000 Hz Ja Ja Nee
d. 10 kHz Ja Ja Nee
e. 5 kHz Ja Ja Ja

 

 

 

 

 

 

8.  Geef de onderstaande verbanden kwalitatief weer in een als dan zin.

a. Als de snaar dikker wordt dan wordt de frequentie lager.

b. Als de lengte van de snaar langer wordt dan wordt de frequentie lager.

c. Als de luchtkolom langer wordt dan wordt de frequentie lager.

Antwoorden 3.4.1

1. a. Decibelmeter

   b. decibel (dB)

 

2. 87 dB, omdat bij elke verdubbeling van geluidsbronnen het aantal decibel met 3 toeneemt. Als het geluid dus 2 keer zo zacht wordt gaat er 3 dB af.

 

3. 32 leerlingen = 72 dB. Elke keer halveren is 3 dB eraf.

16 leerlingen = 69 dB.

8 leerlingen = 66 dB.

4 leerlingen = 63 dB.

2 leerlingen = 60 dB.

1 leerling = 57 dB.

 

4. a. Omdat het geluid op de helft van de afstand is neemt het geluid met 6 dB toe en komt daarmee op 63 Db.

     b. 100 m = 69 dB.

         50 m = 75 dB.

         25 m = 81 dB.

 

5. a. 1 uur

b. de grafiek stopt bij 115 en daarmee heb je al direct blijvende gehoorschade. Alles daarboven dus ook.

c. Voor de tijd is het niet nodig. Bij deze geluidssterkte mag je langer dan 8 uur blootgesteld worden zonder blijvende gehoorschade. En voor het horen van je medemuzikanten is het ook niet handig.

d. meer dan 8 uur.

 

6. a. Dit is bij 1 oortje. Bij 2 oortjes wordt dat dus 83 dB. Tot en met 4 uur blootstelling is er nog niks aan de hand. De leerlingen zijn niet zo lang onderweg naar school, dus dat is geen probleem.

b. 16 cm = 83 dB. 8 cm = 89 dB. 4 cm = 95 dB. 2 cm = 101 dB. 1 cm = 107 dB.

c. Bij 107 dB heb je bijna direct blijvende gehoorschade. Als je geen blijvende gehoorschade wil zal je het volume zachter moeten zetten..

 

7. a. 200 m = 63 dB. 100 m = 69 dB. 50 m = 75 dB.

b. 75 dB – 57 dB = 18 dB. Het geluidsniveau moet met 18 dB naar beneden. Elke m geluidsscherm is 4 dB. 18/4 = 4,5. Het geluidsscherm moet dus 4,5 meter hoog zijn.

c. 6 m * 4 dB = 24 dB verlaging. 57 dB + 24 dB = 81 dB. Bij 7a staat dat het niveau op 50 m 75 dB is. Voor het geluidsniveau op 25 m wordt dan 81 dB. De huizen mogen dan op een afstand van 25 meter staan.

Antwoorden Rekenvaardigheden

Antwoorden oefentoets toepassen en integreren

1. a. T = 0,00876 min. 0,000876*60 = 0,053 s. f = 1/0,053 = 18,9 Hz.

b. T = 1/f f = 7800000 Hz. T = 1/7800000 = 1,28*10-7 s. Van s naar ms is keer 1000. 1,28*10-7 x 1000 = 1,28*10-4 ms.

c. 18,3 km/h betekent 18,3 km in 1 uur tijd. Door deze eenheden om te rekenen naar de juiste eenheid kan je de snelheid in m/s uitrekenen. 18,3 km = 18300 m en 1 uur = (60*60) 3600 s. Formule die je nodig hebt is v = s/t. Invullen geeft v = 18300/3600 = 5,1 m/s.

d. s = 16800 m (16,8*1000), t = 3180 s (53*60). Invullen in de formule (v = s/t) geeft v = 16800/3160 = 5,3 m/s.

e. Formule: s = v*t. t = 41 min = 0,68 h (41/60), v = 109,3 km/h. Invullen: s = 109,3*0,68 = 74,3 km.

 

2. a. v = s/t, s = 1852 m, t = 3600 s. v = 1852/3600 = 0,51 m/s.1852 m = 1,852 km in 1 uur, dus 1,852 km/h.

b. s = 234 zeemijl = 433368 m (234*1852), t = 7 uur en 15 minuten (7 uur = 25200 s (7*3600), 15 minuten = 900 s (15*60)) = 26100 s (25200 + 900). v = s/t. Invullen: v = 433368/26100 = 16,6 m/s.

c. v = 39,87 knopen = 73,8 km/h (39,87*1,852), s = 276 km. Formule: t = s/v. Invullen: t = 276/73,8 = 3,74 h.

d. Formule: s = v*t. v = 84,6 km/h (45,7*1,852), t = 2,6 h (156/60). Invullen: s = 84,6*2,6 = 219,96 km.

 

3. a. De trillingen gaan sneller.

b. Doordat de vinger op de snaar wordt gelegd zal de lengte van de snaar dat trilt korter worden. Een kortere snaar geeft een hogere toon. De trillingen zullen dus ook sneller gaan.

c. Doordat de klankkast nu niet meer werkt zal het geluid niet meer versterkt worden en zal er veel lagere geluidssterkte te horen zijn.

d. Een basgitaar kan langere snaren hebben, dikkere snaren of de snaren kunnen minder strak gespannen staan. Al deze veranderingen kunnen een lagere toon tot gevolg hebben.

 

4. a. De geluidssterkte op een afstand van 1 m = 100 dB. Bij elke verdubbeling van de afstand neemt de geluidssterkte met 6 dB af. Bij 2 m is het nog 94 dB. Bij 4 m is het nog 88 dB en bij 8 m is het dus nog maar 82 dB.

b. Nu de andere kant op dan bij 4a. Op 1 m  is het nog steeds 100 dB. Op 50 cm is de geluidssterkte 106 dB en op 25 cm is de geluidssterkte 112 dB.

c. Elke halvering van het aantal geluidsbronnen zorgt er voor dat de geluidssterkte met 3 dB afneemt. Bij 4 boxen is de geluidssterkte 100 dB. Bij 2 boxen is het nog 97 dB en bij 1 box is het dus nog 94 dB.

Stappenplan voor rekenopdrachten

Oplosstrategie bij rekenopdrachten

 

 

  1. Gegevens verzamelen
  2. Formule opschrijven en omzetten
  3. Omrekenen, invullen, uitrekenen, afronden en eenheid vermelden
  4. Controle
    1. Heb ik de vraag beantwoord?
    2. Is mijn antwoord logisch?

 

VOORBEELD

 

Vb vraag bereken de afstand in meters die een auto aflegt wanneer de auto gedurende 10 minuten 130 km/h rijdt.

 

  1. v = 130 km/h

            t = 10 min

            s = ?

  1. v = s/t

           s = v x t

  1. v = 130 /3,6 = 36,11  m/s

            t = 10 x 60 = 600 s

            s = 600 x 36,11

           s = 2166,66666

           s = 2,17 x 104 m

  1. ja vraag beantwoord en logisch ongeveer 20 km in 10 min

 

 

 

 

 

  • Het arrangement Hoofdstuk 3 geluid - kopie 1 - kopie 1 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Paul Korn Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
    Laatst gewijzigd
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

    Bronnen

    Bron Type
    Uitleg Frequentie en Trillingstijd
    https://youtu.be/rfez7c-IeHM     		Video
    Uitleg: Hoe snel gaat geluid? Formule uitrekenen!
    https://youtu.be/x1Fo46kZgtA     		Video
    muziek met flessen
    https://www.youtube.com/watch?v=6dms5w2jc00&app=desktop     		Video
    https://youtu.be/_5ss8lmsnvI
    https://youtu.be/_5ss8lmsnvI     		Video

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    Korn, Paul. (z.d.).

    Hoofdstuk 3 geluid - kopie 1

    https://maken.wikiwijs.nl/171641/Hoofdstuk_3_geluid___kopie_1

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    Oefeningen en toetsen

    Opdracht 5 Omrekenen

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Meer informatie voor ontwikkelaars

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van