Samenvatting H13 H15 H16 4GT

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

 PTA H13, H15 en H16

H13 Geluid:

H15: Bewegingen

H16: Kracht en Beweging

Extra rekenopdrachten

PTA: H13, H15 + H16 Maandag 13 maart 2023

GT (H13, H15 en H16)

Geluid is een trilling!

Bron => veroorzaakt trilling 

• Luidspreker, stem, muziekinstrument

Tussenstof => waar geluid doorheen gaat

• Lucht, vaste stoffen, vloeistoffen

Ontvanger => vangt de trilling op en "vertaalt" de trilling

• Gehoor, microfoon, radio-ontvanger

Geluidssnelheid

Geluidssnelheid: snelheid waarmee het geluid zich door een medium verplaatst.

Geluidssnelheid is 343 m/s (20 graden Celsius)

Afhankelijk van temperatuur en medium 

Binas 27

De geluidssnelheid in water is 1500 m/s.

Trillingen

Wat is de trillingstijd (T)?

• De trillingstijd is de tijd die nodig is voor 1 trilling

Wat is frequentie (f)?

• De frequentie is hoeveel trillingen er zijn in 1 seconde

Wat is Amplitude (A)?

• De amplitude zegt iets over de geluidsterkte (hard/zacht)

Toonhoogte verhogen/verlagen

Er zijn drie manieren waarop je de toonhoogte van een snaar kunt verhogen / verlagen:

De snaar strakker / losser spannen.

De snaar korter / langer maken.

De snaar dunner / dikker maken.

Frequentiebereik mens & dier

Frequentiebereik mens: 20 - 20.000 Hz

 Ultrasoon geluid => frequentiebereik boven de 20.000 Hz

Dit HOREN wij NIET !!!

Rekenen met Decibel

Als geluidsenergie verdubbelt, neemt het geluidsniveau toe met       3 dB

• regel geldt alleen voor geluidsbronnen die ongeveer evenveel geluid maken!

Maatregelen tegen geluidshinder

Tabel 28 Gehoorgevoeligheid

Tabel 30 Maximale blootstellingsduur

H15 Bewegingen

stroboscopische foto

Foto's van bewegende voorwerpen met een flitslamp met vaste tussentijden => beweging wordt zichtbaar

Soorten bewegingen

afstand meten bij eenparig versnelling/vertaging

Snelheid neemt per seconde gelijkmatig toe. 

                                    s = v_gem x t

Wanneer je een versnelling of vertraging hebt, 

gebruik je eerst onderstaande formule om vgem te berekenen.

De gemiddelde snelheid tijdens de versnelling kun je berekenen met: 

                             v_gem = (v_b+ v_e) : 2

Eenparig versneld / vertraagd  => Formule (binas 7)

Stopafstand

• Stopafstand = reactieafstand + remweg
• Stoptijd = reactietijd + remtijd

Veilige afstand tussen voertuigen?

• 2 seconden afstand regel!

LET OP: staat NIET in de binas

H16 Kracht en beweging

Aandrijfkracht

De kracht waardoor een voertuig beweegt noem je de aandrijfkracht of   stuwkracht.

Tegenwerkende kracht

Is de kracht die waardoor een voertuig wordt tegengewerkt, hierdoor zal de snelheid afnemen, of zelfs 0 m/s zijn

Traagheid

Hoe meer massa een object heeft, des te groter de traagheid.

Traagheid geeft aan hoe makkelijk je iets kan versnellen of afremmen. 

      Kracht = massa x versnelling

F = m x a

Opgave 1: Optrekken en afremmen

Een Porsche trekt in 4,1 seconden op van 0 naar 100km/u. De totale massa van de auto is 2000kg.De beweging is eenparig versneld.

Gegevens: ve = 100 km/h = 27,78 m/s  ;  vb = 0 km/h  ;  a = 6,8 m/s2 ; m = 2000 kg

a)   Bereken de versnelling.

•    ∆v = ? m/s   ;   a = ? m/s2
•     a = ∆v : t = (27,78 - 0) : 4,1= 6,8 m/s2

b) Bereken de nettokracht die de Porsche laat versnellen.

•    F = ? N
  
•    F = m x a
  
•    F = 2000 x 6,8 = 13 550 N

                  

     

F=m⋅a

a=​t​​Δv​​

Veiligheidsmaatregelen 

• Kooiconstructie
• kreukelzone
• Veiligheidsgordels
• Airbags

Door de remweg te vergroten, worden de krachten verdeeld.

De kracht op je lichaam wordt dan kleiner.

Veiligheidsgordels, Airbags en Helm

• vergroten remweg

• groter oppervlakte => kleinere druk 

Kracht en arbeid

Arbeid: De inspanning die nodig is om een voorwerp een bepaalde afstand te verplaatsen

Kracht: is een grootheid dat een voorwerp van vorm of snelheid kan doen veranderen 

(F_z = m x g   of  F = m x a)

         W = F x s

Arbeid (work):      W [Nm]

Kracht (Force):    F [N]

Afstand (Space): s [m]

Wet van behoud van energie

Energie gaat nooit verloren. 

Het kan alleen omgezet worden in een andere vorm.

Zwaarte-energie op hoogste punt = bewegingsenergie laagste punt

m x g x h = 0,5 x m x v2

• Gevraagd:    v = ? m/s
• Formule:       Ez = Eb  => m x g x h = 0,5 x m x v2
• Uitwerking:    250 x 10 x 48 = 0,5 x 250 x v2
•                       120 000  =  125 x v2   =>  v2 = 120 000 : 125 = 960
•                     v =       960 = 31 m/s = 112 km/h

Zijn er nog vragen?

maken extra rekenopdrachten

(antwoorden in teams)

 De ontvanger

De decibelschaal

De sterkte van geluid kun je meten in decibel (dB). 

Je meet geluidsterkte met een decibelmeter (figuur 3). 

Heeft een A-filter: geeft geluidsterkte weer zoals het menselijk gehoor => dB (A)

Festival of concert app telefoon

Gehoordrempel en pijngrens 

Grenzen van geluidssterkte!!!

De gehoordrempel 

• is de geluidssterkte waarbij je het geluid net begint te horen. 

De pijngrens 

• is de geluidssterkte waarbij je oren pijn beginnen te doen. 
• Boven de pijngrens hoor je wel geluid, maar dit is zo hard, dat het zeer doet aan je oren.

Tabel 28 Gehoorgevoeligheid + Tabel 30 Maximale blootstelling

v​gem​​=​t​​s​​

Gemiddelde snelheid

Gemiddelde snelheid = afstand/tijd

Bereken de gemiddelde snelheid

• s = 850 m  ;  t = 300 s
• vgem = ? m/s
• vgem = s : t = 850 : 300 = 2,8 m/s

Hierbij is de beginsnelheid 0 m/s

versnelling /vertraging (a) 

is de snelheidsverandering die iedere seconde wordt geleverd.

a = versnelling (m/s²)  (accelaration)

v = snelheid (m/s)        (velocity)

t = tijd (s)                    (time)

Formules Binas 

wat kan reactietijd beinvloeden?

• vermoeidheid
• medicijngebruik
• ouder worden
• afgeleid worden
• alcoholgebruik

Formules

Formules:

a=​t​​Δv​​

F=m⋅a

Grootheid	Eenheid
kracht (F)	Newton (N)
massa (m)	kilogram (kg)
versnelling (a)	meter per seconde kwadraat (m/s 2 )
snelheid (v)	meter per seconde (m/s)
afstand (s)	meter (m)
tijd (t)	seconde (s)

Veiligheidsmaatregelen - hoofd

• Veiligheidshelm

     harde buitenkant (kooiconstructie) +

     absorberend schuim => vergroten remweg

• Hoofdsteun

        Voorkomt dat je hoofd naar achteren schiet als je 

        van achteren wordt aangereden => ivm traagheid

Zwaarte-energie

10

Bewegingsenergie

Een voorwerp wat beweegt heeft 

bewegingsenergie oftewel Kinetische energie

waarin:

           = kinetische energie in J

  m     = massa in kg

  v       = snelheid in m/s

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

E​kin​​