Summary
VOLLEDIGE samenvatting Onderdeel FYSIOTECHNIEK theorie voor KTH 3, Gedoceerd in 2BACH 2SEM KINE
- Course
- Institution
een volledige samenvatting van de PPT en notities van in de les
[Show more]
Seller
Follow
JuliaDeckers
Reviews received
Content preview
FysiotechniekGolven en geluid
HERINNERING OSCILLATIES
Een harmonische oscillatie is een periodieke beweging waarbij de versnelling evenredig is met het
tegengestelde van de uitwijking uit evenwicht. In dit geval kan de positie als functie van de tijd beschreven
worden door een cosinus/sinusfunctie.
Er is 1 massa aan het bewegen
Er is geen constante kracht We zien dat de X continue wijzigt
Voorbeelden: (ongedempte) slingerbeweging of beweging van een massa aan een veer (zonder wrijving)
o 𝑥 = 𝐴 cos(𝜔𝑡)
o 𝑣′ = −𝐴𝜔 sin 𝜔𝑡
o 𝑎 = −𝐴𝜔2 cos 𝜔𝑡
T is de periode van de beweging (in seconden),
f de frequentie (in Hz) met f = 1/T,
w is de hoekfrequentie w = 2phi f = 2phi / T (in rad/s),
A is de bewegingsamplitude (in m)
!! GRAFIEK ifv TIJD !!
KARAKTERISTIEKEN EN SOORTEN GOLVEN
Een golf is een storing die zich in een medium voortplant ten gevolge van inwendige krachten in het
medium.
o verplaatsing medium ≠ beweging golf
o golven dragen energie mee
o medium vb. touw, lucht,…
Een golf transporteert energie zonder transport van materie.
o Het touw gaat omhoog en omlaag en zorgt voor verplaatsing van de golf zonder dat het touw zelf
vooruit gaat
o Vb. bij praten gaat de golf zich verplaatsen zonder
dat de moleculen dat vrijgezet worden bij het
praten tot aan je oren komen
Golfsnelheid v ≠ deeltjessnelheid v’ ( zie foto )
o Deze staan loodrecht op elkaar
Er zijn veel punten aan het bewegen ( itt oscillatie 1 punt )
elk punt van het touw heeft een oscillatie
!! GRAFIEK ifv AFSTAND !!
Wordt beschreven in cosinusfunctie in functie van plaats en tijd y(x,t ) = A*cos ( kx-wt )
Soorten golven
o Golfpuls vs periodische golf
o Mechanische (er beweging materie ) en elektromagnetische ( licht ) golven
o Transversale en longitudinale golven
o Gepolariseerde ( in 1 vlak ) en niet gepolariseerde golven
Periodische harmonische golf in een elastisch medium
o In ruimte: vorm golf op een bepaald ogenblik kan beschreven worden door een (co)sinusfunctie
o In tijd: medium op zekere plaats voert een harmonische oscillatie uit.
o Amplitude A (m) is de maximale verplaatsing
o Golflengte λ (m) is de afstand waarover de golf zich
herhaalt = landa
o Frequentie f (Hz of s-1) is het aantal toppen dat per
seconde een bepaald punt passeert
o Periode T (s) = 1/f tijd voor 1 golflengte λ
, o golfsnelheid v (m/s) is de snelheid waarmee de golf zich voorplant:
De golfsnelheid = golflengte*frequentie
Bij stijging f daling landa want de golfsnelheid is constant
Transversale golf: de verplaatsing van (de deeltjes van) het medium staat loodrecht op de
voortplantingsrichting van de golf
o Transversale golf op een snaar met massa per lengte µ
en een spankracht FT heeft een
golfsnelheid v gr
grotere F
grotere v
grotere dikte
touw kleinere v
- Stemmen van gitaar door v te wijzigen
spankracht aanpassen door aan de knoppen te draaien
Bij een longitudinale golf zijn de verplaatsingen van de deeltjes van het medium evenwijdig met de
voortplantingsrichting van de golf
o (bv. golf op een veer, geluidsgolven).
Watergolven (en andere oppervlaktegolven) zijn een combinatie van transversale en longitudinale golven
SUPERPOSITIE EN INTERFERENTIE
Superpositie: Golven met een kleine amplitude die zich door hetzelfde medium voortplanten, combineren,
of superponeren, door eenvoudig optellen; ze bewegen onafhankelijk van elkaar.
Als twee pulsen combineren tot een grotere puls,
noemen we dit constructieve interferentie (links).
Als ze combineren tot een kleinere puls, is dit
destructieve interferentie (rechts).
Reflectie: Als een golf het einde van de snaar bereikt, zal deze weerkaatst worden.
Als het uiteinde stevig vastgemaakt is, wordt de gereflecteerde golf
geïnverteerd.
Bij een open einde kan de snaar vrij transversaal bewegen. De golf weerkaatst
dan zonder geïnverteerd te worden.
PRINCIPE VAN ACTIE REACTIE
STAANDE GOLVEN
Wanneer een golf met zichzelf interfereert door reflectie (na weerkaatsing tegen muur ), kan dit voor een
welbepaalde frequentie leiden tot de vorming van staande golven.
Het lijkt alsof de golf niet voortbeweegt, er is ook geen transport van energie.
Bij een staande golf voert ieder punt een oscillatie uit (in tijd), maar de amplitude van
deze oscillatie is verschillend voor elk punt (plaatsafhankelijkheid).
Punten op een snaar die niet bewegen noemen we knopen (A = 0); waar er maximale
beweging is, spreken we van buiken ( A = max )
Situatie 1 : n = 1 λ = 2L
Situatie 2 : n = 2 λ = L
Situatie 3 : n =3 λ = 2L/3
, Voorwaarde staande golf (resonantieconditie)
o Lengte snaar met staande golf is steeds een geheel aantal halve golflengtes. Dus zijn slechts
bepaalde frequenties mogelijk.
o De fundamentele, of laagste, frequentie van een vaste snaar heeft een golflengte van twee keer de
lengte van de snaar. Veelvouden hiervan noemen we hogere harmonischen.
A) Uiteinden = knopen: x = 0 en x = l
Met n = 1,2,3,….
B) Eigen- of resonantiefrequenties
GELUIDSGOLVEN
De geluidssnelheid is afhankelijk van het medium.
In het algemeen plant geluid zich sneller voort in materialen met een hogere
compressiemodulus K.
Geluidssnelheid in lucht is (lichtjes) temperatuursafhankelijk:
o Vlucht bij 1 atm en 20°C: v = 343 m/s
Een geluidsgolf is een longitudinale golf. Het is een opeenvolging van
samendrukkingen en uitrekkingen van de lucht (dichtheid)
v 343 m/s
Golflengte – numerisch voor f = 1000Hz λ= = =34 cm
f 1000 Hz
beweging van de golf
Dichtheid lucht op één bepaald ogenblik: (co)sinusfunctie
o Dus: geluid is een is niet alleen verplaatsingsgolf, maar ook
dichtheidsgolf en drukgolf. ( zie foto )
Weetjes over geluidsgolven
o Een trillend object is de bron van geluid. Bv muziekinstrumenten: trillende snaren of membranen,
trillende klankkast, trillende luchtkolommen. De trillingen worden via de lucht doorgegeven om
uiteindelijk onze oren te bereiken.
o Geluidsnelheid hangt van het medium (via K en ρ) maar niet van de frequentie af! (v = λ f = Cte voor
een bepaald medium, cfr. muziek).
o Geluidsgolven worden gekenmerkt door een toonhoogte (~ frequentie) en een geluidsniveau
(~intensiteit).
o Het menselijk oor hoort geluiden tussen ongeveer 20 Hz en 20,000 Hz.
Geluid met frequenties groter dan 20,000 Hz noemt men ultrasoon.
Geluid met frequenties onder 20 Hz noemen we infrasoon.
Toepassingen
Ultrasone golven worden vaak in medische toepassingen gebruikt (echografie,
vergruizing nierstenen, spierstimulatie door ultrageluid) alsook door kleine dieren
(echolocatie door vleermuizen,...).
Olifanten en walvissen communiceren, ten dele, door infrasone golven. Andere
infrasone golven treden op bij donder, aardbevingen en zware machines.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller JuliaDeckers. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.59. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
78600 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now