Pulsar Nask1 3e ed FLEX - Hoofdstuk 10 - Geluid oefentoetsen & antwoorden

Met de echo van een geluid:kunnen vleermuizen, dolfijnen en sommige walvissen een prooi vangen.kun je de diepte van de zee bepalen (met behulp van een echolood).kan er een beeld gemaakt worden van ongeboren baby’s.Gehoorbeschadiging ontstaat bij een geluid van 140 dB of meer, of als je langdurig blootgesteld wordt aan minder hard geluid (vanaf 90 dB).Het gehoorbereik is het gebied tussen de onderste en de bovenste gehoorgrens. Dit is bij de mens gemiddeld tussen de 20 Hz en 20 kHz. De mens is het gevoeligst voor geluiden waarvan de frequentie tussen de 500 en 5000 Hz ligt, deze frequenties hoort de mens het beste.Met een oscilloscoop kun je een beeld maken van geluid.  Waar. Het voorwerp dat trilt, heet een geluidsbron.Niet waar. Het geluidsniveau wordt gemeten in decibel (dB).Niet waar. Hoe groter de trillingstijd, des te kleiner is de frequentie ($f = \frac{1}{T}$).  (Vul eventueel getallen in en kijk wat het doet met de berekening.)Waar. Een hoge toon ontstaat door een snelle trilling. De frequentie is hoog, dus je ziet veel trillingen op het scherm. De juiste volgorde is D – A – C – E – B. Als de hoeveelheid geluid twee keer zo klein wordt, dan gaat er $3\ dB$ af. Het geluidsniveau zal dan $110 - 3 = 107\ dB$ zijn.Ja, er is risico op gehoorbeschadiging. Gehoorschade zal niet alleen ontstaan bij harde geluiden (van 140 dB of meer), maar ook bij langdurige blootstelling aan minder harde geluiden. Om geluidsoverlast van het schoolfeest te voorkomen:kan men het geluid van de bron verminderen, oftewel de volumeknop van de muziek moet naar beneden.wordt de ruimte waar het schoolfeest wordt gehouden goed geïsoleerd met bijvoorbeeld schuimrubber, glasvezel of textiel. Gegeven:f=82,42 Hzf = 82,42\ Hzf=82,42 HzGevraagd:T=? sT = ?\ sT=? sFormule: f=1Tf = \frac{1}{T}f=T1​Berekening:82,42=1T82,42 = \frac{1}{T}82,42=T1​    : 82,42      : 82,42 1:82,42=0,012 s1 : 82,42 = 0,012\ s      1:82,42=0,012 sAntwoord:De trillingstijd is 0,012 seconde.Gegeven:T=0,003 sT = 0,003\ sT=0,003 sGevraagd:f=? Hzf = ?\ Hzf=? HzFormule: f=1Tf = \frac{1}{T}f=T1​Berekening:f=10,003f = \frac{1}{0,003}f=0,0031​ f=333,33 Hzf = 333,33\ Hz     f=333,33 HzAntwoord:De frequentie van de dikste snaar is 333,33 Hz.Een hoge toon ontstaat door een snelle trilling, oftewel de trillingstijd is klein. De dunste gitaarsnaar heeft de kleinste trillingstijd, dus deze geeft de hoogste toon.Een strakkere snaar geeft een hogere toon. Je moet dus de spankracht in de snaren veranderen. Gegeven:Tper hokje=0,01 sT_{per\ hokje} = 0,01\ sTper hokje​=0,01 sGevraagd:fA=? Hzf_A = ?\ HzfA​=? HzfB=? Hzf_B = ?\ HzfB​=? HzFormule: f=1Tf = \frac{1}{T}f=T1​Berekening:Beeld A: Eén trilling (van top naar top, of van dal naar dal) bestaat uit 40 hokjes, dus de totale trillingstijd van beeld A is 40×0,01=0,4 s40 \times 0,01 = 0,4\ s40×0,01=0,4 s$f = \frac{1}{0,4} = 2,5\ Hz$Beeld B: Eén trilling (van top naar top, of van dal naar dal) bestaat uit 5 hokjes, dus de totale trillingstijd van beeld B is 5×0,01=0,05 s5 \times 0,01 = 0,05\ s5×0,01=0,05 s$f = \frac{1}{0,05} = 20\ Hz$Antwoord:De frequentie van beeld A is 2,5 Hz; de frequentie van beeld B is 20 Hz.Voor de tonen geldt:Een hoge toon ontstaat door een snelle trilling: je ziet veel trillingen op het scherm. Dat is bij beeld B het geval.Bij een lage toon gaat de trilling langzamer: je ziet weinig trillingen op het scherm. Dat is bij beeld A het geval.Om te bepalen of het een harde of zachte toon is, kijk je naar de amplitude (de afstand tussen de horizontale as en de top van een golf).Bij een harde toon is de amplitude groot. Dat is het geval bij beeld A (de amplitude is bij beeld A vijf hokjes hoog).Bij een zachte toon is de amplitude laag. Dat is het geval bij beeld B (de amplitude is bij beeld B twee hokjes hoog). Gegeven:f=3150 Hzf = 3150\ Hzf=3150 HzGevraagd:T=? sT = ?\ sT=? sFormule: f=1Tf = \frac{1}{T}f=T1​Berekening:3150=1T3150 = \frac{1}{T}3150=T1​     : 3150     : 3150 1:3150=0,0003 s1 : 3150 = 0,0003\ s     1:3150=0,0003 sAntwoord:De trillingstijd is 0,0003 seconde.Om een grafiek te tekenen van de trillingstijd:Een hele golf heeft een trillingstijd van 0,0003 seconde (dus een top en een dal).Een halve golf heeft een trillingstijd van 0,00015 seconde (dus alleen een top OF een dal).Gebruik een passende verdeling van de x-as (horizontale as). Deze as begint bij 0 en eindigt bij 0,0003 , dus gebruik een verdeling van 0,00005 per hokje.Gebruik een passende verdeling van de y-as (verticale as). Deze as begint bij -5, in het midden 0, en eindigt bij 5 (kan ook iets meer doen, bijvoorbeeld -6 en 6).Teken het beginpunt (0;0) en het eindpunt (0,0003;0).Teken de top van de golf (0,00015;0) en het dal van de golf (0,000225;0).Teken een vloeiende lijn door de punten.Als mens wil je geen last hebben van de frequentie die de RF-rookmelders uitzenden. De frequentie moet dus buiten het frequentiebereik van de mens liggen, oftewel hoger dan 20 000 Hz. Gegeven:1 rookmelder = 85 dB Gevraagd:Aantal dB bij 8 rookmeldersBerekening:Als de hoeveelheid geluid twee keer zo groot wordt, dan moet er 3 dB bij opgeteld worden.Twee rookmelders produceren dus 85 + 3 = 88 dB.Vier rookmelders produceren dus 88 + 3 = 91 dB.Acht rookmelders produceren dus 91 + 3 = 94 dB.Antwoord:Acht rookmelders produceren dus samen 94 dB. De snelheid van het geluid is 343 m/s en de snelheid van het licht is 299 792 000 m/s. (zie Binas tabel 1) De snelheid van het licht is vele malen sneller dan de snelheid van het geluid, dus zie je de flits eerder dan dat je de donder hoort.Gegeven:$v_{geluid} = 343\ m/s$$t = 3\ s$Gevraagd:Klopt het dat het onweer zich op 1 kilometer afstand bevindt als er 3 seconden tussen de flits en de donder zit?Formule: $v_{geluid} = \frac{s}{t}$Berekening:1 kilometer = 1000 m$343 = \frac{s}{3}$; $s = 343 \times 3 = 1029\ m$Antwoord:Als er 3 seconden tussen de flits en de donder zit, dan bevindt het onweer zich op 1029 m afstand, dus dat komt ongeveer overeen met de vuistregel. Mosquito’s zijn apparaatjes die een hele hoge toon uitzenden. Echter kunnen alleen jongeren deze toon horen – oudere mensen hebben daar geen last van. Als je ouder wordt, beweegt het trommelvlies minder soepel. Oudere mensen horen vooral de hoge tonen niet goed meer.Mensen hebben geen last van de kattenverjager, omdat de frequentie buiten het frequentiebereik van de mens ligt (20 000 Hz). De brug is in beweging gekomen door de stormachtige wind. Als de brug beweegt, heeft dat negatieve invloed op de sterkte van de materialen van de brug. Het materiaal zal gaan vervormen, en kan uiteindelijk ook minder dragen. De brug stort uiteindelijk in. Als een peleton soldaten in de pas zouden lopen, dan zouden ze een trilling veroorzaken. Door die trilling zou de brug kunnen instorten.  Honden kunnen denken dat de hoge toon die een sirene produceert, een andere hond is. De hond wil dus eigenlijk communiceren. Ook een goed antwoord: door het huilen wil de hond een bedreiging wegjagen.Het gehoorbereik van de hond als ontvanger ligt tussen de 15 Hz en 50 000 Hz. De mens kan de vleermuis niet volledig horen. De vleermuis heeft als bron een frequentiebereik tussen de 10 000 Hz en boven de 100 000 Hz. De mens heeft als ontvanger een frequentiebereik tussen de 20 en 20 000 Hz. Dat betekent dat er een kleine overlapping is tussen de vleermuis en de mens (voor de mens is dat na 10 000 Hz, tot aan 20 000 Hz). Gegeven:vgeluid=343 m/sv_{geluid} = 343\ m/svgeluid​=343 m/sstussen Mars en aarde=220 miljoen kilometers_{tussen\ Mars\ en\ aarde} = 220\ miljoen\ kilometerstussen Mars en aarde​=220 miljoen kilometerGevraagd:t=? st = ?\ st=? sFormule: vgeluid=stv_{geluid} = \frac{s}{t}vgeluid​=ts​Berekening:220 miljoen kilometer = 220 000 000 km = 220 000 000 000 mHet geluid moet de afstand heen en de afstand terug afleggen, dus de totale afstand is 2×220 000 000 000=440 000 000 000 m2 \times 220\ 000\ 000\ 000 = 440\ 000\ 000\ 000\ m2×220 000 000 000=440 000 000 000 m343=440 000 000 000t343 = \frac{440\ 000\ 000\ 000}{t}343=t440 000 000 000​t=440 000 000 000343=1 282 798 834 st = \frac{440\ 000\ 000\ 000}{343} = 1\ 282\ 798\ 834\ st=343440 000 000 000​=1 282 798 834 sAntwoord:Het zou 1 282 798 834 seconden duren voordat we de metingen weer op aarde ontvangen. Gegeven:t=1 282 798 834 st = 1\ 282\ 798\ 834\ st=1 282 798 834 sGevraagd:t=?\jaart = ? \jaart=? jaarBerekening:In een jaar zitten 365 dagen×24\uur×60 minuten×\60 seconden=31 536 000 seconden365\ dagen \times 24\uur \times 60\ minuten \times \60\ seconden = 31\ 536\ 000\ seconden365 dagen×24 uur ×60 minuten× 60 seconden=31 536 000 secondent=1 282 798 83431 536 000=40,67 jaart = \frac{1\ 282\ 798\ 834}{31\ 536\ 000} = 40,67\ jaart=31 536 0001 282 798 834​=40,67 jaarAntwoord:Het zou ruim 40 jaar duren voordat de metingen weer terug op aarde zijn. Gegeven:vlicht=299 792 000 m/sv_{licht}= 299\ 792\ 000\ m/svlicht​=299 792 000 m/sstussen Mars en aarde=220 miljoen kilometers_{tussen\ Mars\ en\ aarde} = 220\ miljoen\ kilometerstussen Mars en aarde​=220 miljoen kilometerGevraagd:t=? st = ?\ st=? sFormule: vlicht=stv_{licht} = \frac{s}{t}vlicht​=ts​Berekening:220 miljoen kilometer = 220 000 000 km = 220 000 000 000 mHet licht moet de afstand heen en de afstand terug afleggen, dus de totale afstand is 2×220 000 000 000=440 000 000 000 m2 \times 220\ 000\ 000\ 000 = 440\ 000\ 000\ 000\ m2×220 000 000 000=440 000 000 000 m299 792 000=440 000 000 000t299\ 792\ 000 = \frac{440\ 000\ 000\ 000}{t}299 792 000=t440 000 000 000​t=440 000 000 000299 792 000=1 467 st = \frac{440\ 000\ 000\ 000}{299\ 792\ 000} = 1\ 467\ st=299 792 000440 000 000 000​=1 467 sIn een minuut zitten 60 seconden, dus 1 46760=24,46 minuten\frac{1\ 467}{60} = 24,46\ minuten601 467​=24,46 minutenAntwoord:Het zou 24,46 minuten duren voordat we de metingen weer op aarde ontvangen.