1. Geluid maken en horen + Geluidssnelheid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2,3

1. Geluid maken en horen + geluidssnelheid

notitie voor docent

Neem bel in stolp met vaccumpomp mee

hiermee beginnen

heb je die niet? Misschien wat stemvorken, resonantie ect..

Sla in de les in de video het stuk over de muziekinstrumenten over

Planning vandaag

• Wat is geluid?
• Geluidssnelheid
• Tijd voor huiswerk

Wat is geluid?

Geluid

Geluidsbron

Menselijk gehoor

Gehoorbeentjes

Gehoorgang

Slakkenhuis

Trommelvlies

Echo

Wanneer is er juist geen echo?

Sonar

Geluidssnelheid

Waarom komt donder pas na bliksem?

1

Een boot gebruikt sonar om de diepte te bepalen. De diepte is 750 meter, het duurt 1 seconde voor het geluid om terug te keren.

Wat is de geluidssnelheid hier?

v = 1500 m/s

het geluid legt 1500 meter af want het gaat 750m heen en 750m terug. Dit doet het in 1 seconde. Het gaat dus 1500 meter per seconde

Geluidssnelheid in verschillende tussenstoffen

Geluidssnelheid in verschillende tussenstoffen

Hoe komt dat nou?

Geluidssnelheid

Oefenopdracht 1

Uitwerking oefenopdracht 1

Oefenopdracht 2

Uitwerking oefenopdracht 2

Oefenopdracht 3

De diepte is 400 meter in de zee. Na hoeveel seconden is het geluid terug?

Uitwerking oefenopdracht 3

De diepte is 400 meter in de zee. Na hoeveel seconden is het geluid terug?

t = s/v

s = 800 m (400x2)

v = 1510 m/s

t= s / v

t= 800 / 1510 = 0,53 s

t = 0,53 s

Oefenopdracht 4

Wat is de afstand tussen de man en het gebouw?

Uitwerking oefenopdracht 4

Wat is de afstand tussen de man en het gebouw?

s = v x t

t = 0,69 s

v = 343 m/s

s = v x t

t= 343 x 0,69 = 235 m

t = 235 / 2 = 118 m

Je kan in het filmpje meten dat het ongeveer 0,69 seconden duurt voordat de echo terug is. Op 1/8e van de snelheid is het ongeveer 5,5 seconden. (5,5 / 8 = 0,69)

(delen door twee want het is heen en terug)

Samenvattend - Geluid horen

Geluid moet van een geluidsbron naar een ontvanger toe gaan. Dit gaat via een tussenstof vaak is dit lucht. Zonder tussenstof kan het geluid niet verplaatsen. Geluidssnelheden zijn bij iedere tussenstof verschillend

Samenvattend - Formuleblad rekenen met geluidsnelheid

Verwerkingsvragen

Dit is Huiswerk

In SOM vind je wanneer je dit precies moet af hebben

Opgave 1.1
Geef in de onderstaande situatie hieronder aan, wie of wat de bron, de tussenstof en de ontvanger is.

Een boer hoort in de verte een kerkklok luiden.

Opgave 1.2
In een sciencefictionfilm wordt een vijandelijk ruimteschip op weg van Mars naar de Aarde opgeblazen. De explosie gaat gepaard met een geweldige lichtflits en een oorverdovende knal.
Leg uit dat de filmregisseur vroeger bij de natuurkunde les heeft zitten slapen.

Zet het onderdeel van je oor bij het juiste nummer:

3

4

10

2

7

11

oorschelp

trommelvlies

slakkenhuis

gehoorbeentjes

gehoorzenuw

gehoorgang

Donald staat buiten en Guus staat binnen. Donald roept iets naar Guus, dan is Donald een                        , de lucht tussen Donald en het raam is een                   , het raam waarachter Donald staat is een                    en de lucht tussen het raam en Guus is ook een                   Het geluid wordt door Guus gehoord doordat in zijn oren het                           begint te trillen.

Geluidsbron

Medium

Medium

Medium

Geluidsbron

Geluidsbron

Trommelvlies

Trommelvlies

Trommelvlies

geluidsbron                  Tussenstof                  Ontvanger

Op welke plek pak je de geluidshinder aan?

Dempende koptelefoon

Geluidswal bij de snelweg

Geluid zachter zetten

Raam dicht doen

Oordoppen indoen

opdracht 1.7 De tijd die geluid nodig heeft om zich te verplaatsen door lucht hangt af van de geluidssnelheid.
Vul de juiste eenheid in bij de geluidssnelheid in lucht.
De geluidssnelheid in lucht is 340 ...

Opgave 1.8
Een popconcert wordt live op de radio uitgezonden. Op een flinke afstand van het podium hoor je het geluid eerder uit een draagbaar radiootje komen dan uit de luidsprekers op het podium.
a. Verklaar dit.
b. Hoever sta je van het podium als je het podiumgeluid 2 seconden later hoort dan het radiogeluid?
Geef je berekening met formule

Opgave 1.9
Billy the Kid deed in 1886 een poging de geluidssnelheid te bepalen. Eerst bepaalde hij de afstand van de El Paso waterput tot een naburige rotswand door stappen van precies 1 meter te zetten. Zo kwam hij uit op een afstand 260 meter. Terug bij de put trok hij zijn revolver en loste een schot. De echo klokte hij met zijn zakhorloge precies 1,5 seconde later.
Bereken de geluidssnelheid die Billy vond.
Geef je berekening met formule

Opdracht 1.10
Om de diepte van de zee te bepalen, stuurt men vanaf een schip een geluidssignaal naar de zeebodem. Dit gebeurt via zender Z. De echo van dit signaal wordt na 3,2 seconden opgevangen door ontvanger O.
De snelheid van geluid in zeewater bedraagt 1,5 kilometer per seconde.
Bereken hoe diep de zee onder het schip is.

Opgave 1.11
Een cowboy rijdt door een diepe kloof. Als hij een schot lost, hoort hij van alle kanten echo’s op hem afkomen. De geluidssnelheid is 343 m/s.
Hoelang na het schot hoort hij de eerste echo als de dichtstbijzijnde rotswand 255 m verwijderd is?
Geef je berekening met formule

Opdracht 1.12
Wat is de afstand tussen de explosie en de militairen? Geef je berekening met formule
(tip: kijk naar voorbeeldvraag 4 als je het lastig vindt)

Antwoorden open vragen

opdracht 1.1

Bron: kerkklok, Medium: de lucht, ontvanger: de boer

opdracht 1.2

In de ruimte is geen lucht, het geluid kan dus helemaal niet verplaatsen. Er kan dus wel een lichtflits zijn maar het geluid kan niet naar je oor toe komen.

Antwoorden open vragen

opdracht 1.8

a. Radiosignalen gaan met de lichtsnelheid, die is ongeveer een miljoen keer sneller dan het geluid. Hierom komt het signaal dus eerder bij je aan

b.

formule:

s = v x t

Gegevens:

v = 343 m/s

t = 2 s

berekening:

s = v x t

s = 340 x 2

resultaat

s = 686 m

opdracht 1.9

formule:

v = s / t

Gegevens:

v = 520 m (260x2, heen en weer)

t = 1,5 s

berekening:

v = s / t

v = 520 / 1,5

resultaat

v = 347 m/s8

opdracht 1.10

formule:

s = v x t

gegevens:

v = 1,5 km/s

t = 3,2 s

berekening:

s = v x t

s = 1,5 x 3,2

s = 4,8 km

resultaat:

diepte = 4,8 / 2 (het geluid ging heen en weer)

diepte = 2,4 km

opdracht 1.11

formule:

t = s/v

gegevens:

v = 343 m/s

t = 510 m (heen en weer, 255x2)

berekening:

t = s/v

t = 510 / 343

resultaat:

t = 1,49 s

Antwoorden open vragen

opdracht 1.12

formule:

s = v x t

Gegevens:

v = 343 m/s

t = 6 s (ongeveer)

berekening:

s = v x t

s = 343 x 6

resultaat

s = 2058 m