Akoestiek: Deel 1: Basis
Basisbegrippen
Newton
1e beginsel = traagheidsbeginsel
2e beginsel = causaliteitsbeginsel (zware voorwerpen zijn moeilijker te veranderen van
bewegingstoestand)
3e beginsel = actie-reactie (vliegtuig)
Druk
De druk uitgeoefend op een voorwerp is de verhouding tussen de grootte van de loodrechte kracht
uitgeoefend op het voorwerp tot het contactoppervlak.
Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de druk (deeltjes gaan sneller bewegen)
Wet van Boyle en Mariotte: als het volume daalt, zal de druk toenemen en omgekeerd (p . V =
constant)
Atmosferische druk OF luchtdruk = Elk voorwerp geplaatst in deze atmosfeer zal druk ondervinden
van de lucht (gas).
Luchtdruk op zeeniveau (normale luchtdruk) = 1013 hPa of 1,013 . 10 5 Pa
Drukverschil over een membraan: Het membraan zal recht blijven indien de kracht aan de ene zijde
gelijk is in grootte en tegenovergesteld in zin is als de kracht aan de andere zijde. Wanneer de
krachten verschillen ontstaat er resulterende kracht.
Trommelvlies = zo’n membraan! In normale omstandigheden zal er geen drukverschil zijn tussen de
twee ruimtes en is het trommelvlies vlak gespannen waardoor het makkelijk kan trillen. Wel
drukverschil omwille van medische problemen, druk in het middenoor kleiner dan in het buitenoor
uitstulpen naar het middenoor, de trillingen worden minder goed doorgegeven waardoor er
gehoorverlies optreedt
Arbeid
Grootte van de kracht en grootte van de verplaatsing bepalen de arbeid (DEZELFDE RICHTING EN ZIN)
Eenheid = J (joule) 1J = 1N . m = 1 . (kg . m²)/(s²)
Kracht en verplaatsing vectoriële grootheden, arbeid scalaire grootheid (product van 2
vectoren)
NIET DEZELFDE RICHTING EN ZIN: hoek ertussen wordt in rekening gebracht (cos alpha)
- Zelfde richting, tegengestelde zin = cos180 = -1
o W is dan negatief, het gaat hier dus om weerstands- of wrijvingskrachten
- Indien kracht en verplaatsing loodrecht op elkaar = cos90 = 0
o W is dan 0J, (zwaarte)kracht die geen arbeid levert voor de verplaatsing!
Arbeid is nodig om de stembanden aan het trillen te brengen. Ook zal er een trilling in het
trommelvlies ontstaan waarvoor er arbeid geleverd zal moeten worden.
, HET DOEL is dat deze arbeid energie oplevert die uiteindelijk gebruikt kan worden om de luidheid van
een geluid te bepalen.
Energie
Energie is de mogelijkheid om arbeid te leveren. (het geluid een luidheid geven)
Energie levert arbeid arbeid levert energie
W = verschil E = E2 – E1, het energieverschil tussen begin- en eindtoestand bepaalt dus de arbeid
Kinetische energie: snelheid
Potentiële energie: tegen de zwaartekracht in, positie is gewijzigd
Hoe groter de veerconstante, hoe meer weerstand de veer zal bieden tegen de uitrekking
Beginsel van behoud van mechanische energie: energie kan enkel omgezet worden in een andere
vorm, voorwerp in rust op een bepaalde hoogte (max. p. E)
Ideale wereld, in werkelijkheid gaat er energie verloren aan weerstands- en
wrijvingskrachten
Vermogen
10x slingeren met de tong tussen linker en rechterkant van de mond vraagt een zekere energie
(arbeid). Verschil: in 1 minuut of in 10 seconden. Hoe korter de tijd, hoe meer energie dit kost.
Vermogen = de verhouding van de geleverde arbeid tot het tijdsinterval waarin de arbeid geleverd
wordt.
Gemiddelde vermogen: P = E / verschil t
Ogenblikkelijke vermogen: P = dW / dt
SI-eenheid = Watt = 1W = 1J/s = 1 kg . m² / s³
Intensiteit
Intensiteit = de verhouding van het vermogen tot de oppervlakte, loodrecht op de
voortplantingsrichting, waardoor het vermogen overgedragen wordt.
SI-eenheid: 1W/m² = 1 kg/s³
We spreken van intensiteit bij geluid. Om geluid te produceren heb je energie nodig die in een
bepaalde tijdspanne vrijkomt en dat doorheen een bepaalde doorsnede (oppervlakte) gaat. De
energie van de trilling die gedurende een zekere tijdspanne door een buis stroomt met een zekere
doorsnede, geeft je de intensiteit.
Voorbeeld: naaldhakken grote intensiteit, slippers lage intensiteit
Stroming
Een stroming = het bewegen van deeltjes binnen het fluïdum (vb. wind in het fluïdum lucht, het is
zelfs in staat om andere deeltjes mee te nemen)
Spreken = luchtstroom vanuit de longen tussen de stembanden naar de keelholte en de mondholte.
Door de bochten en vernauwingen in het spraakkanaal zal de lucht een specifieke stroming
aannemen. Deze stroming zal op haar beurt de geproduceerde klank beïnvloeden.
Basisbegrippen
Newton
1e beginsel = traagheidsbeginsel
2e beginsel = causaliteitsbeginsel (zware voorwerpen zijn moeilijker te veranderen van
bewegingstoestand)
3e beginsel = actie-reactie (vliegtuig)
Druk
De druk uitgeoefend op een voorwerp is de verhouding tussen de grootte van de loodrechte kracht
uitgeoefend op het voorwerp tot het contactoppervlak.
Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de druk (deeltjes gaan sneller bewegen)
Wet van Boyle en Mariotte: als het volume daalt, zal de druk toenemen en omgekeerd (p . V =
constant)
Atmosferische druk OF luchtdruk = Elk voorwerp geplaatst in deze atmosfeer zal druk ondervinden
van de lucht (gas).
Luchtdruk op zeeniveau (normale luchtdruk) = 1013 hPa of 1,013 . 10 5 Pa
Drukverschil over een membraan: Het membraan zal recht blijven indien de kracht aan de ene zijde
gelijk is in grootte en tegenovergesteld in zin is als de kracht aan de andere zijde. Wanneer de
krachten verschillen ontstaat er resulterende kracht.
Trommelvlies = zo’n membraan! In normale omstandigheden zal er geen drukverschil zijn tussen de
twee ruimtes en is het trommelvlies vlak gespannen waardoor het makkelijk kan trillen. Wel
drukverschil omwille van medische problemen, druk in het middenoor kleiner dan in het buitenoor
uitstulpen naar het middenoor, de trillingen worden minder goed doorgegeven waardoor er
gehoorverlies optreedt
Arbeid
Grootte van de kracht en grootte van de verplaatsing bepalen de arbeid (DEZELFDE RICHTING EN ZIN)
Eenheid = J (joule) 1J = 1N . m = 1 . (kg . m²)/(s²)
Kracht en verplaatsing vectoriële grootheden, arbeid scalaire grootheid (product van 2
vectoren)
NIET DEZELFDE RICHTING EN ZIN: hoek ertussen wordt in rekening gebracht (cos alpha)
- Zelfde richting, tegengestelde zin = cos180 = -1
o W is dan negatief, het gaat hier dus om weerstands- of wrijvingskrachten
- Indien kracht en verplaatsing loodrecht op elkaar = cos90 = 0
o W is dan 0J, (zwaarte)kracht die geen arbeid levert voor de verplaatsing!
Arbeid is nodig om de stembanden aan het trillen te brengen. Ook zal er een trilling in het
trommelvlies ontstaan waarvoor er arbeid geleverd zal moeten worden.
, HET DOEL is dat deze arbeid energie oplevert die uiteindelijk gebruikt kan worden om de luidheid van
een geluid te bepalen.
Energie
Energie is de mogelijkheid om arbeid te leveren. (het geluid een luidheid geven)
Energie levert arbeid arbeid levert energie
W = verschil E = E2 – E1, het energieverschil tussen begin- en eindtoestand bepaalt dus de arbeid
Kinetische energie: snelheid
Potentiële energie: tegen de zwaartekracht in, positie is gewijzigd
Hoe groter de veerconstante, hoe meer weerstand de veer zal bieden tegen de uitrekking
Beginsel van behoud van mechanische energie: energie kan enkel omgezet worden in een andere
vorm, voorwerp in rust op een bepaalde hoogte (max. p. E)
Ideale wereld, in werkelijkheid gaat er energie verloren aan weerstands- en
wrijvingskrachten
Vermogen
10x slingeren met de tong tussen linker en rechterkant van de mond vraagt een zekere energie
(arbeid). Verschil: in 1 minuut of in 10 seconden. Hoe korter de tijd, hoe meer energie dit kost.
Vermogen = de verhouding van de geleverde arbeid tot het tijdsinterval waarin de arbeid geleverd
wordt.
Gemiddelde vermogen: P = E / verschil t
Ogenblikkelijke vermogen: P = dW / dt
SI-eenheid = Watt = 1W = 1J/s = 1 kg . m² / s³
Intensiteit
Intensiteit = de verhouding van het vermogen tot de oppervlakte, loodrecht op de
voortplantingsrichting, waardoor het vermogen overgedragen wordt.
SI-eenheid: 1W/m² = 1 kg/s³
We spreken van intensiteit bij geluid. Om geluid te produceren heb je energie nodig die in een
bepaalde tijdspanne vrijkomt en dat doorheen een bepaalde doorsnede (oppervlakte) gaat. De
energie van de trilling die gedurende een zekere tijdspanne door een buis stroomt met een zekere
doorsnede, geeft je de intensiteit.
Voorbeeld: naaldhakken grote intensiteit, slippers lage intensiteit
Stroming
Een stroming = het bewegen van deeltjes binnen het fluïdum (vb. wind in het fluïdum lucht, het is
zelfs in staat om andere deeltjes mee te nemen)
Spreken = luchtstroom vanuit de longen tussen de stembanden naar de keelholte en de mondholte.
Door de bochten en vernauwingen in het spraakkanaal zal de lucht een specifieke stroming
aannemen. Deze stroming zal op haar beurt de geproduceerde klank beïnvloeden.
