# Geluidssnelheid

In deze paragraaf gaan we de informatie van de inleidende paragraaf op een natuurkundige manier bekijken. Geluid is immers te meten en over die metingen is veel te vertellen. Zo wordt het volume van het geluid tijdens dance-events gemeten om te voorkomen dat mensen blijvende gehoorschade oplopen. Hoogte van geluid kan worden gemeten om een gitaar of ander snaarinstrument te kunnen stemmen.

Wat was geluid ook alweer?
Geluid ontstaat door het trillen van een voorwerp, de lucht om dat voorwerp begint ook te trillen en die trilling reist door de lucht naar ons oor. Het voorwerp wat trilt noemen we de geluidsbron.

Maar wat is een trilling nu weer?
Volgens wikipedia is een trilling:
Een trilling is een periodiek herhaalde omkering van de bewegingsrichting. Een trilling wordt vaak veroorzaakt door de verstoring van een stabiele evenwichtssituatie.
Dit lijkt een moeilijk te ontcijferen zin, maar denk eens terug aan de proef met je geodriehoek. Je klemde de geodriehoek aan de tafel. Dit is de stabiele evenwichtssituatie, de geodriehoek beweegt niet. Vervolgens trok je aan de geodriehoek en liet hem los. Je haalt nu de geodriehoek uit de stabiele evenwichtssituatie. De geodriehoek beweegt steeds met een andere richting van de evenwichtssituatie af, dit is een trilling.

Een ander voorbeeld is een slinger. Bij een slinger beweegt ook een gewichtje heen en weer, van links naar rechts en terug. Wanneer het gewichtje uit de evenwichtsstand wordt gehaald en wordt losgelaten zal deze heen en weer gaan bewegen. Wanneer het gewichtje na één keer heen en weer terug is bij de beginstand kunnen we dat een trilling noemen.
Nu werd er gesteld dat de lucht rondom een geluidsbron ook begint te trillen en dat deze trilling door de lucht naar het oor van de ontvanger wordt gebracht. Dat betekend dus dat geluid een snelheid heeft.

Kijk het volgende filmpje over geluidssnelheid en trillingen voor een goede uitleg.
https://www.youtube.com/watch?v=x1Fo46kZgtA

Geluid kan dus worden gebruikt om afstanden te bepalen. Op zeeschepen worden bijvoorbeeld echoloden gebruikt die geluidsimpulsen uit sturen. Dat geluid gaat dan van het schip door het water naar de bodem, kaatst daar terug omhoog en komt weer bij het schip aan. Het tijdsinterval wat de geluidsimpuls bedraagt kan worden gebruikt om de afstand van het schip tot de bodem te berekenen.
Om even te oefenen met de snelheidsformule hier een aantal opdrachten:
Opdracht 1:
Een sprinter staat 50m van de man af die het startschot gaat lossen. Hoelang duurt het voordat het geluid van het startschot bij de sprinter aankomt?

Opdracht 2:
Kijk goed in je BiNaS, heeft de temperatuur van lucht invloed op de geluidssnelheid?
Opdracht 3:
Wanneer het bliksemt zie je altijd eerst de flits en even later pas de donder. Is de snelheid van licht groter, kleiner of gelijk aan de geluidssnelheid?
Opdracht 4:
Lucky Luke rijdt langs een steile rotswand van een diep ravijn. Als hij zijn pistool afschiet, hoort hij na 1,8 seconde de echo. Bereken hoe groot de afstand tussen Lucky Luke en de rotswand is. (Teken desnoods even de opstelling)
Opdracht 5:
Een onderzoekersschip meet de diepte van de Noordzee met een echolood. Het schip heeft een snelheid van 5 m/s. Om de 10 seconden zendt het echolood een geluidspuls uit.
Hoe groot is de geluidssnelheid in zeewater? (BiNaS)
Na 0,45 seconden komt de geluidspuls terug bij de boot. Hoe diep is de zee waar de boot momenteel vaart?
Opdracht 6:
Een meteoriet slaat in op de Maan. Kunnen seismologen (mensen die trillingen bestuderen) deze waarnemen op Aarde? Waarom wel/niet?

Opdracht 7:
Op 15 oktober doorbrak de Britse RAF-piloot Andy Green met een auto de geluidsbarrière. Hij haalde met zijn auto een topsnelheid van 1228 km/h. Omdat het record niet binnen 60 minuten kon worden verbroken werd deze poging niet opgenomen in het Guiness World Record.
Zoek eens op wat men bedoelt met de geluidsbarrière?
Reken de snelheid van Andy's auto om naar m/s
Is een snelheid van 1228 km/h genoeg op de geluidsbarrière te breken wanneer:
- de luchttemperatuur 20 graden Celcius is.
- de luchttemperatuur 0 graden Celcius is.
Zou Andy zijn record poging 's ochtends of 's middags hebben gereden?