In dit practicum wordt de geluidsnelheid bepaald. Dit practicum kan als demonstratiepracticum gedaan worden of door leerlingen in groepen. Dit is afhankelijke van de beschikbare apparatuur. De metingen kunnen ook klassikaal gedaan worden en dan in groepen uitgewerkt.
Leerdoelen
Geluidsnelheid
Longitudinale golven, buiken en knopen
Gebruik meetsoftware
Evaluatie metingen
Voorkennis
Geluid heeft een medium nodig
Snelheid kunnen bepalen met s = v . t
Instaat om metingen te verrichten met meetsoftware
Benodigdheden
Microfoon
Meetsoftware (b.v IPCoach, Phyphox)
Eenzijdig afgesloten buis (PVC bv. 1,0 meter lang)
Claves (niet noodzakelijk wel handig)
Meetlint
Klassikale introductie van het practicum
Voor een pakkende introductie van dit practicum kun je een wekker zetten in een stolp waar uit de lucht wordt gezogen. Leerling ontdekken zo dat je voor geluid een medium nodig hebt
Situaties waar je te maken hebt met geluidssnelheid. Bijvoorbeeld bij heien en afstand tot bliksem bepalen. Maar ook het begrip echo kan hier aanbod komen
Bediscussieer hoe je de geluidssnelheid zou kunnen meten met de opstelling
Uitvoering
Zet de PVC buis op een tafel of hang de buis aan een statief. Zorg dat de onderkant is afgesloten
Plaats de microfoon aan de bovenkant van de buis in een statief. Wil je meer reflecties, dan kun je de bovenkant van de buis deels afsluiten met bijvoorbeeld een geodriehoek.
Sluit de microfoon aan op een meetprogramma
Stel het meetprogramma zo in, dat hij begint te meten vlak voordat hij een hard geluid waarneemt
Geef een harde tik vlak bij de microfoon
Meet de tijd tussen de reflecties en de lengte van de buis.
v = 2L/t met L de buislengte en te de tijd tussen twee pieken
Organisatie (optioneel)
Meting klassikaal en gezamenlijk de data uitwerken.
Meting klassikaal, data naar leerlingen sturen en in groepen laten uitwerken
Elk groepje zelf metingen laten doen en laten uitwerken (ruimte nodig ivm storen)
Uitwerkingen op het whiteboard
Inhoud kringgesprek of klassengesprek
Vergelijk de gevonden metingen
Bespreek wat de metingen zou kunnen hebben beïnvloed
Bespreek de verschillen (bv vergeten afstand te verdubbelen)
Bekijk BiNaS. Wat staat er in over de geluidsnelheid.
Bekijk het gemeten signaal: Wanneer geluidsgolven reflecteren bij een open uiteinde, zijn ze omgekeerd, maar wanneer ze reflecteren bij gesloten uiteinde, zijn ze niet omgekeerd. Het gesloten uiteinde is een drukbuik en het open uiteinde is een drukknoop. De eerste reflectie is te wijten aan de buik aan het gesloten uiteinde, wat geen faseverandering oplevert. Als de golf reflecteert vanaf het open uiteinde, is er een faseverandering (het uiteinde met de microfoon), en reflecteert vanaf het gesloten uiteinde zonder faseverandering en wordt opgepikt door de microfoon wanneer het terugkeert naar het open uiteinde.
Introductie vorm van de trilling, grondtoon en boventonen (optioneel)
