Samenvatting Natuurkunde p2
Hoofdstuk 9 & 10
9-1 Trillingen
Een beweging die zich regelmatig herhaald, noem je een periodieke beweging. Een
periodieke beweging om een vaste evenwichtsstand heen, noem je een trilling. De
frequentie is het aantal herhalingen/trillingen in één seconde.
- f=1:T
- f is de frequentie in s-1 of Hz (hertz)
- De herhaaltijd of de periode geef je aan met T in s
De afstand tot de evenwichtsstand noem je de uitwijking u, kan positief en negatief zijn. De
maximale afstand tot de evenwichtsstand heet de amplitude A.
- A=Umax
Uit een (u,t)-diagram kun je de trillingstijd en daarmee de frequentie uitrekenen. De
trillingstijd bereken je per periode, van top tot top.
Een hartfilmpje wordt ook wel een cardiogram genoemd. Een apparaat dat de elektrische
spanning weergeeft als functie van tijd heet een oscilloscoop, alle stippen samen vormen
een oscillogram.
- De tijdbasis van de oscilloscoop geeft aan hoeveel tijd de stip één schaaldeel
doorloopt
- De gevoeligheid is de spanning die hoort bij de hoogte van één hokje
Een microfoon zet een geluidstrilling om in een spanning, die kun je met een oscilloscoop
of computer zichtbaar maken.
9-2 Harmonische trilling
Een blokje dat trilt aan een veer noem je een massa-veersysteem. Een trilling waarvan het
(u,t)-diagram een sinusgrafiek geeft, heet een harmonische trilling. De
evenredigheidsconstante is 2pi.
- T=2pi wortel m:c
- T is de trillingstijd in s
- m is de massa in kg
- c is de veerconstante in N m-1
De frequentie waarmee een systeem uit zichzelf trilt, noem je de eigenfrequentie. Een
trilling die wordt aangedreven door een periodieke kracht van buitenaf noem je een
gedwongen trilling. De frequentie waarmee de kracht verandert, noem je de
aandrijffrequentie. Hoe meer frequentie, hoe groter de amplitude.
Wanneer de aandrijffrequentie ongeveer gelijk is aan de eigenfrequentie gaat het heftig
trillen, de amplitude waarmee het trilt is dan groter dan de amplitude van de aandrijf;
resonante.
9-3 Lopende golven
Een trilling is een beweging rond de evenwichtsstand, bij veel trillingen ontstaan er golven.
Hierdoor ontstaan er verdichtingen en verdunningen.
- Als de trillingstijd van de deeltjes in het koord loodrecht staat op de
bewegingsrichting van de golf; transversale golf, horizontaal, dus beweegt mee
- Als de trillingstijd gelijk is aan de richting waarin de golf zich beweegt; longitudinale
golf, verticaal, dus gaat op en neer
De lengte van een golfberg en een golfdal samen noem je de golflengte.
, Voor de voortplantingssnelheid/golfsnelheid gebruik je:
- V= labda:T en V= fxlabda
- v is de voortplantingssnelheid in ms-1
- Labda is de golflengte in m
- T is de trillingstijd in s
- f is de frequentie in Hz
Om een trilling door te kunnen geven is een medium of tussenstof nodig.
9-4 Geluid
Radiogolven worden gebruikt voor mobiel bellen, tv, radio, wifi en gebruik voor
communicatie met satellieten, dit is mogelijk doordat er geen tussenstof voor nodig is. De
voortplantingssnelheid van radiogolven is de lichtsnelheid.
Voorwerpen die bewegen kunnen geluid voortbrengen; geluidsbron. Wanneer de beweging
een harmonische trilling is, hoor je een zuivere toon. De frequentie bepaalt de toonhoogte,
de amplitude bepaald de geluidssterkte. Hoe hoger de toon, hoe hoger de frequentie. Hoe
harder het geluid, hoe groter de amplitude.
De afstand tussen twee opeenvolgende verdichtingen of verdunningen is de golflengte. De
geluidssnelheid (voortplantingssnelheid) hangt af van het medium waarin het geluid zich
voortbeweegt en van de temperatuur van het medium. Bij een hogere temperatuur is de
geluidssnelheid groter.
Elke geluidsbron veroorzaakt een drukgolf, hoor je beide geluiden tegelijkertijd, dan is de
totale drukgolf de som van de afzonderlijke drukgolven. Het opstellen van twee of meer
golven; superpositie.
9-5 Muziekinstrumenten
Punten die een maximale amplitude hebben; buiken. Punten die stilstaan; knopen. Het
golfpatroon van knopen en buiken noem je een staande golf. Hoe hoger de frequentie, hoe
meer knopen en buiken.
De staande golf met de grootst mogelijke golflengte en de laagste eigenfrequentie van de
snaar; grondtoon. Bij hogere tonen neemt het aantal buiken en snaren toe; boventonen.
Hoe kleiner de golflengte, hoe hoger de frequentie. De frequentie van een boventoon is een
veelvoud van de frequentie van de grondtoon. De boventonen zorgen voor de klankkleur;
het karakteristieke geluid van een instrument. Bij blaasinstrumenten met een open uiteinde
zal de lucht heftig trillen en ontstaat er een buik. wanneer het aan het uiteinde niet trilt
ontstaat er een knoop. Bij instrumenten met twee open uiteinden vormen zich buiken.
10-1 Zonnestelsel
Een verschoven lichtstipje is geen ster, maar een planeet. Een planeet geeft zelf geen licht,
maar weerkaatst het licht van een ster, de zon. In ons zonnestelsel, draaien 8 planeten om
de zon heen. Een maan draait om een planeet, je ziet de maan wanneer er zonlicht op valt.
Een hemellichaam met een oplichtende staart noem je een komeet.
- Als er een rotsblok te dicht bij de zon komt, sublimeert een gedeelte, de vaste stof
wordt gasfase en het licht op, wat de staart veroorzaakt; komeet
- Komt er een rotsblok in de dampkring van de aarde, warmt het door de wrijving met
de lucht erg op; vallende ster
- Wanneer het rotsblok te groot is om te sublimeren, blijft er een deel over dat op de
aarde valt; meteoriet