Na deze les:
Kan je de geluidssnelheid door lucht (20oC) uit het hoofd noemen
Kan je kunnen de formule S = v x t toepassen om afstanden en tijden te berekenen bij geluid
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
Bliksem, prachtig natuurverschijnsel
Als je telt vanaf de flits tot aan de donder kan je bepalen hoever het onweer weg is.
Hoe komt dat?
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
vGeluids
343 m/s
In 1 s 3x een voetbalveld
vLicht
300.000.000 m/s
In 1 s 7x de wereld rond
Bliksem, prachtig natuurverschijnsel
Als je telt vanaf de flits tot aan de donder kan je bepalen hoever het onweer weg is.
Hoe komt dat?
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
vGeluids
343 m/s
t = S / v
t =
t = 8,75 s
vLicht
300.000.000 m/s
t = S / v
t =
t = 0,00001 s
3.000 m343 m/s
3.000 m _300.000.000 m/s
Dus eigenlijk8,74999 s
Het verschil is te verwaarlozen!!
Licht is wel snel, maar...
Hoelang doet het licht erover om van de zon, de aarde te bereiken?
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
De aarde staat ongeveer 150 miljoen kilometer van de zon
t = S / v
t =
t = 500 s
t = 8,3 minuten
150.000.000.000 m300.000.000 m/s
Breinbreker
Als NU de zon uit zou gaan.
Duurde het nog8,3 minuten voordat het op aarde donker
werd
“Je moet tellen vanaf het moment dat je de flits ziet, tot het moment dat je de donder hoort, ... en als je dan het aantal tellen deelt door de afstand waarop het onweer van je verwijdert is, dan weet je precies hoe snel je getelt heb” (Herman Finkers)
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
Stel het onweer is 1 km van je vandaan. Je telt 3 tellen.
Volgens Herman
tijd / afstand = tijd
3 / 1000 = 0,003 ???
Wel goed
afstand / geluidssnelheid = tijd
1000 / 343 = 2,9 s
tellen / tijd= 3 / 2,9 =
1,034 tellen per seconde
Geluids-snelheid is afhankelijk van het medium
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
vloeistof Temperatuur(C)
snelheid(m/s)
ethanol 1170
glycerol 1930
methanol 1120
siliconenolie 790
water 0 1403
water 20 1484
water 40 1529
water 60 1540
water 80 1555
water 100 1543
zwaar water 1380
zeewater 1510
stof snelheid(m/s)
Aluminium 5080
Been (massief) 3000
Been(poreus) 2600
Beton 4300
Glas 4000-4500
Ivoor 3000
Koper 3800
Marmer 3800
Rubber 50
Staal 5100
Steen 3600
IJs 3280
IJzer 5100
Voorbeeld
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
Ik sla met een moker op een treinrails.500m verderop luistert Piet met één oor op de rails.
Wat hoort Piet?
Door de lucht
t = S / v
t =
t = 1,45 s
500 m343 m/s
Door rails
t = S / v
t =
t = 0,10 s
500 m_5100 m/s
Echo
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
Geluid kan terug kaatsen naar de geluidsbron
Men spreekt van echo als er minimaal 0,05 stussen het geluid en weerkaatste geluid zit
Een echoput moet dus minimaal8,58 meter diep zijn
omdat,
S = v x tS = 343 x 0,05 s
S = 17,15 m
Voorbeeld
GELUID – GELUIDSSNELHEID EN LICHTSNELHEID
Een boot met een sonar ontvangt een echo van een vis na 3 seconden. De
geluids-snelheid in zeewater is 1510 m/s
Hoe diep zwemt de vis?
S = v x t
S = 1510 m/s x 3 s
S = 4530 m
De vis zwemt op 2265 m diepte.