Direct zoeken




 

.

toonhoogte

Een trilling ❷

Een trilling

uitleg

Een stemvork trilt als hij geluid maakt. Met een trilling bedoelen we in de natuurkunde een beweging die steeds omdraait. Als je een been van een stemvork in slowmotion bekijkt zie je dat ze steeds heen en weer bewegen (video 2). Als je de stemvork met rust laat komen de benen uiteindelijk tot stilstand. De positie die ze dan hebben noemen we de evenwichtsstand of ruststand . Tijdens het trillen bewegen de benen om deze ruststand heen. De afstand tussen de ruststand en het been noemen we de uitwijking (afbeelding 1). De uitwijking veranderd tijdens het trillen voortdurend. Een trilling die hoorbaar geluid maakt gaat te snel om goed te kunnen zien. Een voorbeeld van een langzame trilling is de slinger. De slinger en de stemvork maken een vergelijkbare beweging.   Video 1 (0:02:14)

 

Afbeelding 1

1 uiterste positie links, 2 een positie, 3 ruststand , 4 uiterste positie rechts,
5 een uitwijking , 6 maximale uitwijking ( amplitude )
  Video 2 (0:01:00)

begrippen

ruststand   De stand waarin een trillend voorwerp komt als hij stopt met trillen .
trillen   Heen en weer bewegen
trilling   Eén keer heen en één keer terug
uitwijking   De afstand tussen een trillend voorwerp en zijn ruststand

doelen

doel 1 - Je kunt uitleggen wat de begrippen ruststand en uitwijking betekenen.
Als een voorwerp dat kan trillen , stopt met trillen is het in zijn ruststand . Tijdens het trillen veranderd de afstand tussen het voorwerp en zijn ruststand steeds. Deze afstand noemen we de uitwijking .

doel 2 - Je kunt uitleggen wat een trilling is.
Een voorwerp dat trilt beweegt heen en weer om een ruststand . Een liniaal die je over de rand van een tafel legt en laat trillen zal heen en weer bewegen. De snelheid waarmee hij dat doet wordt langzaam steeds minder. De uitwijking wordt ook steeds kleiner. De tijd die hij erover doet om heen en weer te gaan verandert niet.

links & downloads


de slinger
 

trillingen slowmotion
(0:01:15)

swinging ball of death
(0:02:06)

snare & cymbal slowmotion (0:01:10)
 

trillen

toonhoogte en trillingen (0:02:14)

amplitude en geluidssterkte (0:02:10)
     

Nodig voor o.a. NASK1/K/8-4

Frequentie en trillingstijd ❷

Frequentie en trillingstijd

uitleg

Als een voorwerp trilt beweegt het heen en weer. Stel je fimt de beweging van een snaar en je speelt het filmpje héél langzaam af. Je kunt dan goed zien dat de snaren eigenlijk heen en weer bewegen. Gitaarsnaren kunnen met gemak 400 keer per seconde heen en weer bewegen. Dat betekent dat één keer heen en weer bewegen maar 0,0025 seconden duurt.

Frequentie (f)
Als een gitaarsnaar trilt duwt hij naast zich afwisselend de lucht in elkaar. De snaar maakt dus geluidsgolven . Het aantal keren dat de snaar heen en weer beweegt per seconde noemen we de frequentie van de snaar . Hoe hoger de frequentie hoe hoger de toon klinkt. De eenheid van frequentie is Hertz (Hz). Hertz betekent zoveel als "keer per seconde". Als de snaar met 400 Hz heen en weer beweegt maakt hij ook geluidsgolven die per seconde 400 keer van luchtdruk veranderen. Als dit geluid je oor bereikt, beweegt je trommelvlies ook met 400 Hz heen en weer.

Trillingstijd (T)
Een dunne snaar beweegt vaker per seconde heen en weer dan een dikke snaar . De dunne snaar moet dus veel sneller heen en weer. De snaar zal er veel minder tijd over doen om één keer heen en weer te gaan. Hoelang de snaar nodig heeft om één trilling uit te voeren noemen we de trillingstijd . Eén van de snaren van een gitaar hoort met 220 Hz te bewegen. De snaar doet er dan ongeveer 0,0045 seconde over om één keer heen en weer te bewegen (voorbeeld 1).
 
 
Afbeelding 1


 
Voorbeeld 1
f   =  220  Hz
T  =  ?

T  =  1  /  f
T  =  1  /  220  Hz
T  =  0,0045454..... s

T  ≈  0,0045 s

 

Afbeelding 2
  Afbeelding 3
   

begrippen

frequentie   Aantal trillingen per seconde en een ander woord voor toonhoogte . Eenheid is hertz
toonhoogte   Hoe hoog een geluid klinkt. Dit hangt af van de frequentie die we meten in hertz
trillingstijd   De tijd die nodig is voor een voorwerp om één keer te trillen

doelen

doel 1 - Je kunt frequenties omrekenen tussen kHz en Hz
Kijk bij het onderwerp ' metrisch stelsel '
(oefeningen)

doel 2 - Je kunt tijden omrekenen tussen seconde en milliseconde
Kijk bij het onderwerp ' tijd ' en 'metrisch selsel'
(oefeningen)

doel 3 - Je kunt rekenen met de formule f = 1 : T
1 - Zoek in de opgave de grootheid waarvan de waarde gegeven is. (dit kan de frequentie zijn of de trillingstijd )
2 - Als de frequentie gegeven is reken die dan om naar Hz. Als de trillingstijd gegeven is reken die dan om naar seconde.
3 - Zoek de formule op voor de gevraagde grootheid .
4 - Vul het gegeven getal in.
5 - Reken de uitkomst uit.
6 - Reken eventueel je antwoord om naar de gevraagde eenheid .
(oefeningen)

 

links & downloads


frequentie omrekenen (∞)

kleine tijden omrekenen (∞)

oefenen met 1=Fxt (∞)

toonhoogte en trillingen (0:02:14)

 

NASK1/K/8-formules

Oscilloscoop ❸

uitleg

Een manier om geluidsgolven zichtbaar te maken is met een oscilloscoop (afbeelding 1). Op een oscilloscopen kun je een microfoon aansluiten. Als je geluid opvangt met de microfoon zie je het geluid als een grafiek op het beeld. Op de x-as staat de tijd en op de y-as zie je de veranderingen in de luchtdruk.

Bij het oscilloscoopbeeld in afbeelding 2 zie je 4 hele trillingen . In de beschrijving staat dat elk hokje 2 milliseconde voorstelt. Het beeld bestaat uit 10 hokjes. De 4 trillingen vinden plaatst in 10 x 2 = 20 milli seconden. 20 milliseconden is net zoveel als 0,02 seconden. Deze 0,02 seconde past 50 keer in 1 seconde. Er passen dus ook 50 x 4 trillingen in 1 seconde. De frequentie van deze trilling is 200 Hz (voorbeeld 1).
   

 

Afbeelding 1
 
Afbeelding 2
 
Voorbeeld 1

 

eerst leren: frequentie , verhoudingstabel
 
   
Je kunt de frequentie berekenen uit een oscilloscoopbeeld

1 - maak een verhoudingstabel met daarin bovenin "aantal trillingen " en onderin " tijd in seconden"

2 - schijf naast het aantal trillingen op hoeveel trillingen je op het beeld ziet.

3 - schrijf onder dit aantal trillingen de tijd die hoort bij het hele beeld. Vaak wordt de tijd van één hokje gegeven. Het beeld is tien keer zo groot.

4 - reken voor de frequentie , het aantal trillingen uit dat hoort bij een tijd van één seconde.

5 - reken voor de trillingstijd , de tijd uit die hoort bij één trilling .

  Video 1 (0:06:50)

 

links & downloads


oefeningen oscilloscoop (∞)

10 oefeningen met antwoorden oscilloscoop

oscilloscoop voor je mobiel (android)

oscilloscoop voor windows

frequentie berekenen (0:02:14)
       

 

NASK1/K/8-4

 

| + -