Hoofdstuk 3

Tekstboek
Gecursiveerde tekst is een toelichting op het antwoord.
De uitkomst van een berekening is gebaseerd op niet-afgeronde tussenuitkomsten.

Hoofdstuk 3

3.1A
1 Geluid bestaat uit trillingen van de lucht.
2 De evenwichtsstand is de stand waarin een trillend voorwerp na enige tijd tot stilstand komt.
3 a De afstand van de evenwichtsstand tot een omkeerpunt.
b Bij een harder geluid is de amplitude groter.
4 a De frequentie is het aantal geluidstrillingen per seconde.
b Hertz
c Bij een grotere frequentie is de toon hoger.
5 De tijd die voor één volledige trilling nodig is.
6 a
b f is de frequentie in hertz (Hz). T is de trillingstijd in seconde (s).
7
f = 500 Hz


3.1B
8 Resonantie is het vanzelf gaan meetrillen met een andere trilling.
9 Bij muziekinstrumenten.
10 Bij een brug, een gebouw, ruiten.
11 Een schommel.
12 De klankkast van een gitaar.
13 Een frequentie waarmee een voorwerp kan trillen.
14 Een blaasinstrument.
15 Door de vorm van je mondholte te veranderen.


3.2A
16 Je moet de snaar strakker of minder strak spannen.
17 De toon wordt hoger.
18 De snaar kan meer of minder strak gespannen worden. Of de gitarist kan een kleiner stuk van de snaar gebruiken.
19 Dan wordt de toon hoger.
20 Een gitaar maakt hogere tonen en heeft daarom kortere snaren.


3.2B
21 De golven die vanuit zee naar het strand rollen.
Geluid dat zich door de lucht voortplant.
22 De golf in een golfslagbad waarbij het water op sommige plaatsen niet beweegt.
De golf in een snaar.
De golf in de luchtkolom van een fluit.
23 Bij een staande golf.
24 a Een knoop is een plaats die niet trilt.
b Een buik is een plaats die het heftigst trilt.
25 a Een knoop komt voor bij een staande golf.
b Een buik komt voor bij een staande golf.
26 De lengte van één berg en één dal samen.


3.3A
27 Op een minidisc, een CD, een videoband.
28 Met een oscilloscoop of met een computer.
29 Een toongenerator en een luidspreker.
30 Geluidssensor
31 a Je ziet meer trillingen op het scherm.
b De toppen van de trillingen zijn hoger.
32 Je kunt het beeld niet opslaan.


3.3B
33 Je kunt direct een tijd aflezen (en je kunt een gedeelte van het beeld uitvergroten).
34 Een gedeelte van het beeld uitvergroten.
35 De tijd voor 14 trillingen is 4,4 ms = 0,0044 s
T =
Invullen geeft:
Bij correct aflezen van andere aantallen trillingen zijn afwijkingen van enkele tientallen hertz mogelijk.


3.4A
36 Als je ongelijke polen bij elkaar houdt.
37 Als je gelijke polen bij elkaar houdt.
38 Een spoel is een lange koperdraad die om een klos is gewikkeld.
39 Dan werkt een spoel als een magneet.
40 Door de stroomrichting om te keren.
41 De stroomsterkte door de spoel groter maken.
42 Spoel, magneet en conus.
43 Een elektrisch signaal wordt omgezet in geluid.


3.4B
44 Door een magneet te bewegen in de buurt van een spoel.
45 Plaatje, magneet en spoel.
46 Je kunt het geluid vastleggen.
Je kunt het geluid weergeven.
47 Geluid wordt omgezet in een elektrisch signaal.


3.5A
48 Conservatorium
49 a Microfoons en luidsprekers op de juiste plaatsen zetten.
b roc (regionaal opleidingscentrum), afdeling techniek.
50 a Een geluidmixer mengt verschillende geluiden.
b roc (regionaal opleidingscentrum), afdeling techniek.
51 Een audicien verkoopt gehoorapparaten en voert eenvoudige tests uit.


3.5B
52 Logopedist
53 Akoestisch ingenieur en audioloog.
54 Adviseert bij de bouw van een concertzaal.
55 Universiteit
56 Audiogram



Werkboek
Gecursiveerde tekst is een toelichting op het antwoord.
De uitkomst van een berekening is gebaseerd op niet-afgeronde tussenuitkomsten.

Hoofdstuk 3

Voorkennis
$ De evenwichtsstand is de stand waarin een trillend voorwerp na enige tijd tot stilstand komt.
$ Een trilling is een beweging die zich herhaal om een evenwichtsstand..
$ De trillingstijd is de tijd voor één volledige trilling.
$ De amplitude is de afstand van de evenwichtsstand tot een omkeerpunt.
$ Geluid is een trilling die zich van een geluidsbron in alle richtingen voortplant.
$ De toonhoogte wordt bepaald door de frequentie.
$ De geluidssterkte wordt bepaald door de amplitude.
$ Met een toongenerator kun je hoge, lage, harde en zachte tonen maken.
$ De frequentie is het aantal trillingen per seconde.
$ De (SI-)eenheid van frequentie is hertz (Hz).


3.1A
1 a
T = 5 s
Invullen geeft:
b
T = 3,2 s
Invullen geeft:
c
T = 0,15 s
Invullen geeft:
d
T = 12 s
Invullen geeft:
e
T = 20 ms = 0,02 s
Invullen geeft:
2 a
f = 10 Hz
Invullen geeft:

b
f = 0,25 Hz
Invullen geeft:
c
f = 3,3 Hz
Invullen geeft:
d
f = 500 Hz
Invullen geeft:
e
f = 40 kHz = 40.000 Hz
Invullen geeft:
3 a Voor 5 trillingen is 10 s nodig.
Voor 1 trilling is dus nodig.
De trillingstijd is dus 2 s.
b
T = 2 s
Invullen geeft:
4
T = 0,5 s
Invullen geeft:
5 a
f = 528 Hz
Invullen geeft:
b A


3.1B
6 C
Met je vingers kun je veel meer combinaties van open en dichte gaatjes maken dan er gaatjes zijn.
7 Triangel
8 a Eén
b Aantal trillingen = 120
Tijd daarvoor nodig = 0,5 min = 30 s

9 Het glas breekt doordat het gaat meetrillen. Er treedt dus resonantie op.

10 a Resonantie
b De frequentie van de eigentrilling van de auto is 0,5 Hz.
De auto moet dus elke twee seconde een zetje krijgen.
De auto moet dus over de afstand tussen twee hobbels 2 seconde doen.
De hobbels liggen 40 m van elkaar.
De snelheid van de auto is dus m/s = 20 m/s.
Als de auto sneller rijdt, komt het zetje te vroeg. De snelheid van 20 m/s is dus de maximale snelheid.
c Als de auto twee (of meer) volledige trillingen uitvoert tussen twee hobbels, krijgt hij ook op het juiste moment een zetje.
De auto krijgt dan elke 4 s, elke 6 s, enz. een zetje.
De snelheid van de auto is dan = 10 m/s, = 6,7 m/s, enz.
11 a Groot
Want het geluid is zeer hard.
b Er kunnen bijvoorbeeld ruiten gaan meetrillen.
12 a
b De >Zwaan=.
c Uitslag
d De lange tuien (dat zijn kabels) van de brug gingen meetrillen met de trillingen die werden veroorzaakt door de zuidwestenwind en de regen.
e Ze hebben de tuien aan elkaar gekoppeld.
f De afdeling Civiele Techniek.
g Dempers


3.2A
13 Dan wordt de frequentie groter.
14 Een toon is lager als de snaar langer is. Een cello heeft de langste snaren. Met een cello kun je dus de laagste tonen maken.
15 De snaar minder strak spannen, want een strakker gespannen snaar brengt een hogere toon voort.
16 a De snaren van een ukelele zijn korter dan de snaren van een gitaar.
b Het stuk van de snaar van de gitaar dat trilt is korter gemaakt door de snaar tegen een dwars¬staafje (fret) te drukken.
17 a Aan de kant met de korte snaren, want kortere snaren geven een hogere toon.
b Je kunt de lengte van de snaren niet veranderen zoals bij een gitaar.


3.2B
18 a Bij een lopende golf gaan de deeltjes op en neer op hun plaats. De bal gaat dus niet naar de kant.
b De bal gaat nu ook niet naar de kant. Het water gaat weer omhoog en omlaag bewegen, maar niet naar voren en naar achteren.
19 a Van een lopende golf.
b
s = 450 m
v = 5 m/s
20
a De golf is 2 s later een halve golflengte opgeschoven, want 2 s = T.
b De golf is 6 s later 1,5 golflengte opgeschoven, want 6 s = 1,5 T.
c De golf is 10 s later 2,5 golflengte opgeschoven, want 10 s = 2,5 T.
d De golf is 11 s later 2,75 golflengte opgeschoven, want 11 s = 2,75 T.
21 a Eén
De kop van de golf zit in T. R is eerder gaan trillen dan T. R ligt één golflengte van T, dus R heeft één trilling meer uitgevoerd dan T.
b Een halve.
De kop van de golf zit in T. S is eerder gaan trillen dan T. S ligt een halve golflengte van T, dus S heeft een halve trilling meer uitgevoerd dan T.
c
22 a
Een halve trillingstijd later hebben alle punten een halve trilling meer uitgevoerd. Ze zitten dan aan de andere kant van de eventwichtsstand.

bc
Na 0,75 s hebben alle punten 0,75 trilling meer uitgevoerd. Ze zitten dan allemaal in de evenwichtsstand.
Alle punten bewegen dan in de richting van het omkeerpunt waarin ze in figuur a zitten.
23
Als er nog een gedeelte van het touw is, waarin geen trilling is, weet je zeker dat het een lopende golf is. Dit is het geval in figuur 3.13a en figuur 3.13b.
Als het hele touw in trilling is, kan het beide zijn: een staande golf, maar ook een lopende golf die net het uiteinde van het touw bereikt. Dit is het geval in figuur 3.13c en figuur 3.13d.
24 In het touw is één berg te zien. Dit is dus een halve golf. De lengte van deze halve golf is 3,2 m. De golflengte is dus 2 3,2 = 6,4 m.
25 a
b Dit is een lopende golf.
Het patroon schuift op naar rechtsen een deel van het wateroppervlak is nog niet in trilling.
c In 5 s komt de golf 1,5 golflengte verder. In 5 s wordt dus 1,5 trilling uitgevoerd. De tril-lingstijd is dus .
26 a De deeltjes gaan na elkaar trillen. Het is dus een lopende golf. Bij een lopende golf zijn geen buiken en knopen. R is dus geen knoop.
b
In 1,0 s = trillingstijd komt de golf golflengte verder.
27 a P
De trilling begint bij P.
b Q
In de omkeerpunten is de snelheid nul.
c P, S en V.
In de evenwichtsstand is de snelheid van trillende punten maximaal.

de
R loopt achter op Q, dus R gaat omhoog.
U gaat zijn voorganger (punt meer naar links) achterna, dus U gaat omlaag.
28 a Een staande golf ontstaat door het door elkaar heenlopen van heengaande en teruggekaatste golven.
b P, S, V en Y.
c R, U en W.
d U en W.
U en W zijn buiken en hebben dus dezelfde uitwijking. De maximale uitwijking kan zowel naar boven als naar beneden zijn!
e
In de uiterste stand hebben R, U en W een uitwijking die gelijk is aan de amplitude, dus 1,5 cm.

3.3A
29 a De toppen op het scherm worden hoger.
De amplitude neemt toe.
b Er komen meer trillingen op het scherm.
De frequentie wordt hoger. De trillingstijd wordt kleiner en er passen dus meer trillingen op het scherm.
30 a Anderhalve trilling.
Een berg en een dal vormen samen één trilling. Er zijn twee bergen en één dal.
b
Bij een twee keer zo grote frequentie zie je twee keer zoveel trillingen op het scherm, dus 2  1,5 = 3 trillingen.
Bij een twee keer zo kleine geluidssterkte is de hoogte van de toppen twee keer zo klein, dus 1,5 hokje.
31 a Je ziet drie trillingen in dezelfde tijd. De trillingstijd is dus groter geworden. De frequentie is dus kleiner geworden en het geluid dus lager.
b De amplitude is kleiner geworden en het geluid dus zachter.
32 a De snaar strakker spannen.

b In figuur 3.23a past één volledige trilling niet op het scherm. In figuur 3.23b past er wel één trilling op het scherm. De trillingstijd is dus kleiner, dus de frequentie groter. Hieraan zie je dus dat de toon hoger is.
c Er passen meer trillingen in dezelfde tijd. De trillingstijd is dus kleiner. De frequentie is dus groter en de toon hoger.
33 a In figuur 3.24a passen bijna 6 trilling op het scherm.
In figuur 3.24b passen ruim 10 trillingen op het scherm.
De schaalverdelingen lopen beide tot 10 ms, dus het beeld van figuur 3.24b hoort bij de mees¬te trillingen in 10 ms, dus bij de hoogste toon.
b In figuur 3.24b zijn de toppen hoger dan in figuur 3.24a. Het beeld van figuur 3.24b hoort dus bij het hardste geluid.
34 a In figuur 3.25a passen 2,25 trillingen op het scherm. De schaalverdeling loopt tot 1 ms. De trillingstijd is dus ongeveer ms.
In figuur 3.25b passen 33,5 trillingen op het scherm. De schaalverdeling loopt tot 50 ms. De trillingstijd is dus ongeveer .
In figuur 3.25a is de trillingstijd het kleinst, dus de frequentie het grootst.
Het beeld van figuur 3.25a hoort dus bij de hoogste toon.
b In figuur 3.25a zijn de toppen hoger dan in figuur 3.25b. Het beeld van figuur 3.25a hoort dus bij het hardste geluid.


3.3B
35 Vijf
Het totale scherm geeft een tijd van 10 20 = 200 ms. De tijd van één trilling is 40 ms. Er zijn dus trillingen op het scherm te zien.
36 a Het hele scherm stelt een tijd voor van 10 10 = 100 ms.
Op het hele scherm passen 2 trillingen.
De trillingstijd is dus .
T = 50 ms = 0,05 s
Invullen geeft:
b Het gehele scherm stelt een tijd voor van 10 0,1 = 1 ms.
Op het gehele scherm past een halve trilling.
De trillingstijd is dus 2 1 = 2 ms.

T = 2 ms = 0,002 s
Invullen geeft:
c Het hele scherm stelt een tijd voor van 10 5 = 50 ms.
Op het gehele scherm past 1,5 trilling.
De trillingstijd is dus .

T = 33,3 ms = 0,0333 s

Invullen geeft:
37 Het hele scherm stelt een tijd voor van 10 0,2 = 2 ms.
Op het hele scherm passen 6 trillingen.
De trillingstijd is dus

T = 0,000333 s
Invullen geeft:
38 Van 0 ms tot 20 ms zijn 21,5 trillingen te zien. In 20 ms = 0,020 s worden dus 21,5 trilling uitgevoerd.
Eén trilling duurt dus .
T = 0,0009302 s  f = .
39 Van 0 ms tot 8 ms zijn 13 trillingen te zien. In 8 ms = 0,008 s worden dus 13 trillingen uitge-voerd.
Eén trilling duurt dus .
T = 0,0005053 s  f =


3.4A
40 a Afstoting
Twee zuidpolen (dus gelijke polen) stoten elkaar af.
b Aantrekking
De zuidpool van de spoel zit bij de noordpool van de magneet. Twee ongelijke polen trekken elkaar aan.
c Aantrekking
De zuidpool van de linkerspoel zit bij de noordpool van de rechterspoel. Twee ongelijke polen trekken elkaar aan.
d Aantrekking
In beide spoelen loopt de stroom in tegengestelde richting als in figuur 3.32c. De noordpool van de linkerspoel zit bij de zuidpool van de rechterspoel. Twee ongelijke polen trekken elkaar aan.
41 A
Na één seconde worden de aansluitingen verwisseld. De conus gaat dan de andere kant op. Na twee seconden is heeft hij dus één volledige trilling uitgevoerd. De frequentie is dus Hz.
42 Door de stroom door de spoel wordt de spoel magnetisch. Als de spoel magnetisch is, trekt de spoel de magneet aan en gaat de magneet bewegen. Als de conus aan de magneet zit, beweegt de conus dus ook. De luidspreker werkt dus ook als de magneet aan de conus zit. Judith heeft dus gelijk.
43 a Frequentiekarakteristiek
b Eén luidspreker kan niet alle tonen even goed weergeven.
c

De tweede luidspreker moet lage tonen weergeven.
d
e Een >ideale= geluidsbox moet alle tonen kunnen weergeven die mensen kunnen horen, dus tussen ongeveer 20 Hz en 20.000 Hz.
44 a
b Drie.
Het gaat om een driewegsysteem. Ook bij de gegevens staan drie luidsprekers vermeld: een bas unit, een middentoon unit en een tweeter.
c Een soft enkellaags kevlar conus en een harde kevlar conus.
d Men koos de soft enkellaags kevlar conus, omdat de harde kevlar conus bij een wat hoger geluidsniveau onaangename bijgeluiden produceert.
e Frequentiebereik: 28 - 25.000 Hz.
f
g Niet helemaal, want de geluidsbox begint pas bij 28 Hz en mensen kunnen geluid vanaf 20 Hz horen. Bij de hoge tonen geeft de box hogere tonen weer dan mensen kunnen horen. De box gaat tot 25.000 Hz en mensen kunnen tonen horen tot ongeveer 20.000 Hz.
In de praktijk kan de box alle noodzakelijke tonen weergeven, want er zijn bijna geen mensen die alle tonen tussen 20 Hz en 20.000 Hz kunnen horen. Bovendien is de gehoordrempel bij lage tonen hoog, zodat je lage tonen alleen hoort als de geluidssterkte groot is.


3.4B
45 Wijzer in figuur 3.38b naar rechts, zoals in figuur 3.38a.

De spoel beweegt naar de noordpool. Dit heeft hetzelfde effect als wanneer de noordpool naar de spoel beweegt, zoals in figuur 3.38a.
Wijzer in figuur 3.38c naar rechts, zoals in figuur 3.38a.

Doordat er nu een zuidpool aan de kant van de spoel zit, zou de wijzer de andere kant opgaan. Maar de stroom keert ook weer om, door dat de magneet van de spoel af beweegt. De situatie heeft dus weer hetzelfde effect als die van figuur 3.38a.
46 a Frequentiekarakteristiek
b
Een luidspreker die hoge tonen goed weergeeft kan grote frequenties weergegeven. De karakteristiek loopt dus hoog aan de kant van de hoge frequenties.
47 Spoel 1 wordt een sterkere magneet. Voor spoel 2 lijkt het of een magneet dichterbij komt. In spoel 2 ontstaat dan een inductiestroom.
48 a Het plaatje in een microfoon gaat meetrillen.
b Het plaatje moet met alle geluiden van een stem kunnen meetrillen. Het moet dus veel eigentrillingen hebben.


3.5A
49 1 Dirigent
2 Zangeres
3 Trompettiste
4 Muziekleraar
50


3.5B
51 a
b 1 Uit je kennissen-, familie- of vriendenkring.
2 Uit de gouden gids of het telefoonboek.
c
d 1 Hoe heet u?
2 Welke opleidingen heeft u?

3 Waarom heeft u voor dit beroep gekozen?
4 Wat zijn de leuke kanten van dit beroep?
5 Wat zijn de minder leuke kanten van dit beroep?
6 Welke opleidingen zijn voor dit beroep noodzakelijk?
7 Heeft u een leidinggevende functie?
8 Bent u tevreden met de taken die u moet uitvoeren?
9 Vindt u dat deze taken ook inderdaad bij dit beroep horen?
52 a
b Er staat M/V. Dit betekent dat mannen en vrouwen mogen solliciteren.
c 1 Onderzoek van de hoorfunctie.
2 Revalidatie bij gebleken slechthorendheid.
3 Onderzoek naar spraak- en taalontwikkelingsachterstand bij (jonge) kinderen.
d
e Betrokkenheid
Verantwoordelijkheidsgevoel
Belangstelling voor jonge kinderen
Bewust van de eenmaligheid van patiëntencontacten
Sociaal vaardig
f
g
h Via havo of vwo en daarna een studie aan het hbo.
i Ja
j

Zoekpuzzel
Woord: Geluidsinstallatie