Deel 1: Basis
Hoofdstuk 1: Basisbegrippen
1.2 Newton
De beginselen van Newton:
- Traagheidsbeginsel:
Als er geen resulterende kracht is, gaat wat in rust is, in rust willen blijven, wat in beweging is, wil
dezelfde constante snelheid behouden.
o Bvb. Bij een frontale aanrijding zal je als passagier door de voorruit vliegen indien je geen
veiligheidsgordel draagt.
- Causaliteitsbeginsel:
Wanneer een kracht inwerkt op een voorwerp met massa m, dan zal dit voorwerp een versnelling
krijgen, zodat het product van de massa met deze versnelling gelijk is aan de kracht.
Als er resulterende kracht is op een voorwerp geeft het voorwerp een versnelling.
𝐹⃗ = 𝑚 𝑥 𝑎⃗ ; het heeft een richting en een zin
o Merk op:
Vermits de massa een strikt positieve grootheid is, hebben de kracht en de versnelling
dezelfde richting en zin! Bovendien geeft dit beginsel het verband tussen de afgeleide
eenheid Newton en de basiseenheden:
-> is er meer dan 1 kracht dat er op het voorwerp inwerkt, berekenen we eerst de
resulterende kracht
• Gevolg: Zware voorwerpen zijn moeilijker van bewegingstoestand te veranderen dan
lichte voorwerpen.
o Voorbeeld:
Een olietanker is veel moeilijker te besturen dan een plezierjacht.
- Beginsel van actie en reactie:
Indien een voorwerp A een kracht uitoefent op voorwerp B, dan zal voorwerp B tegelijkertijd een
even grote maar tegengestelde kracht uitoefenen op voorwerp A.
Opstelling in rust (er is geen beweging):
o Wanneer een voorwerp 1 een kracht uitoefent op voorwerp 2. 𝐹⃗
o Zal voorwerp 2 eenzelfde kracht uitvoeren op voorwerp 1 met tegengestelde zin. 𝐹′⃗⃗⃗⃗
Bvb. op tafel duwen, gaat een even grootte kracht uit duwen, tafel duwt terug
1.3 Druk
Waarom druk:
- Luchtdeeltjes (voorgesteld als bolletjes) als medium.
- Geluid
- Het is de resulterende kracht van de moleculen
-> Lucht bestaat uit molecule, die zie je niet; geluid kan ontstaan als de bolletjes bewegen onder elkaar.
- Luidheid is een subjectieve grootheid in de waarneming van signalen die geobjectiveerd kan worden
in geluidsdruk.
1
,1.3.1 Het begrip druk
Wat is druk:
- Druk:
Druk is de verhouding tussen de grootte van de loodrechte kracht uitgeoefend op het voorwerp tov
de oppervlakte van het contactoppervlak.
o p= F/A
o SI-eenheid: Pa = N/m2 = kg/ms2
o Andere: 1atm / 1 bar = 1013 hPa
I-> de druk die we op ons lichaam voelen
o Voorbeeld:
Je herkent het fenomeen ook wanneer je met een vlakke zool over een zandvlakte gaat.
Er zal slechts een kleine afdruk van je schoenzool in het zand achterblijven.
Wanneer je dit echter doet met naaldhakken dan verdwijnt bijna de hele hak in het zand.
• Toch blijft in beide gevallen het gewicht op de hiel hetzelfde.
Het is de verkleinde oppervlakte waar de kracht op inwerkt die ervoor zorgt dat de
druk op die plek groter is dan wanneer we het gewicht verdelen over een grotere
oppervlakte van de brede zool.
1.3.2 Druk in een gas
Druk in een gas:
- Botsende deeltjes in een begrensde ruimte:
o Deeltjes in het gas, worden bepaald door de snelheid van beweging (temp afhankelijk).
o De snelheid waarmee de moleculen botsen tegen wanden is druk.
- Botsen tegen de wand zorgt voor een verandering van richting
o Gasdeeltje oefent kracht op de wand uit: 𝐹⃗
o Wand oefent een tegengestelde kracht op het gasdeeltje uit: ⃗⃗⃗⃗
𝐹′ (actie – reactie)
o Totale kracht van alle gasdeeltjes: 𝐹⃗ t
o Druk van het gast is p = Ft / A
- Effect van het aantal deetjes: (p1>p2)
Meer gasdeeltjes in eenzelfde volume is meer druk.
-> meer lucht in dezelfde ruimte, is er meer druk.
-> Hoe meer deeltjes er in het volume aanwezig zijn hoe groter de totale kracht zal zijn omdat er
meer botsingen zijn. Hierdoor zal er dus ook een grotere druk zijn als het contactoppervlak constant
blijft.
- Effect van het volume:
Evenveel gasdeeltjes in een kleiner volume, is er meer druk.
-> Hoe kleiner het volume van de ruimte hoe sneller hetzelfde aantal de deeltjes de wanden
bereiken en dus hoe vaker ze zullen botsen.
Dit heeft als gevolg dat de totale kracht weer stijgt en dus ook de druk.
- Effect van temperatuur:
Waar een hogere temperatuur is, is er meer beweging van gasdeeltjes,
dus meer druk.
2
,De gaswet van Boyle en Mariotte:
- Bij een constante temperatuur Druk daalt
- Eenzelfde hoeveelheid gas in een groter volume
- Deeltjes leggen n keer meer weg af vooraleer ze botsen
- Druk op wand is dus n keer kleiner Druk stijgt
=> druk gaat dus dalen
Als volume stijgt gaat druk dalen en omgekeerd
-> p1 . V1 = p2 . V2 = constante
1.3.3 Atmosferische druk
Normale luchtdruk:
- Rondom de aarde bevinden zich verschillende luchtlagen. De deeltjes binnen elke luchtlaag worden
via de zwaartekracht aangetrokken tot het aardoppervlak.
Elke luchtlaag zal daardoor een druk uitoefenen op de onderliggende luchtlagen.
Hoe dichter bij het aardoppervlak hoe meer luchtlagen op elkaar liggen hoe groter de druk op het
aardoppervlak.
o Uitzettend karakter:
Gassen nemen omwille van de zeer beweeglijke deeltjes, steeds een maximale volume in.
Lucht neemt zoveel mogelijk plaats in.
o Bovenliggende gewichtskracht op onderliggende = samendrukkende kracht
o Stabiele situatie: uitzettend karakter = samendrukkende kracht
-> geen resulterende kracht
o Lucht druk op voorwerpen = luchtdruk = atmosferische druk = pa
o Dichter bij het aardopperlvlak is een hogere luchtdruk
o Zeeniveau: p0=1013hPa
o Barometer
In boek nog is doorlezen (p.15-16)
3
, 1.3.4 Drukverschil over een membraan
Drukverschil over een membraan:
- Waarom?
-> uw trommelvlies is een membraan, de trillingen die die opvangt moeten worden omgezet.
- Druk aan beide zijden gelijk:
Het membraan zal recht blijven indien de kracht aan de ene zijde gelijk in grootte en
tegenovergesteld in zin is als de kracht aan de andere zijde. De krachten heffen elkaar op.
-> uw trommelvlies gaat rechtstaan.
o Geen resulterende kracht
- Druk aan 1 zijde groter dan andere zijde: p = drukverschil
Wanneer de krachten aan beide zijden van het membraan verschillen in grootte ontstaat er een
resulterende kracht.
-> uw trommelvlies gaat bol staan
o Resulterende kracht Fr = F1 – F2 = p.A
o Vervorming
o Veerkracht in membraam (reactie)
• Deze resulterende kracht wordt opgevangen door de elasiticteit van het membraan.
Deze is begrens omwille van de veerkracht van het elastische medium.
Hoe hoger de veerkracht hoe groter de maximaal mogelijke vervorming.
Wanneer de resulterende kracht groter wordt dan de maximale elasticiteit dan zal het
membraan stuk springen.
-> een bepaald drukverschil over het membraan geeft dus een specifieke vervorming
van het membraan.
-> drukverschillen zorgen ervoor dat er geluid waargenomen kan worden.
4
Hoofdstuk 1: Basisbegrippen
1.2 Newton
De beginselen van Newton:
- Traagheidsbeginsel:
Als er geen resulterende kracht is, gaat wat in rust is, in rust willen blijven, wat in beweging is, wil
dezelfde constante snelheid behouden.
o Bvb. Bij een frontale aanrijding zal je als passagier door de voorruit vliegen indien je geen
veiligheidsgordel draagt.
- Causaliteitsbeginsel:
Wanneer een kracht inwerkt op een voorwerp met massa m, dan zal dit voorwerp een versnelling
krijgen, zodat het product van de massa met deze versnelling gelijk is aan de kracht.
Als er resulterende kracht is op een voorwerp geeft het voorwerp een versnelling.
𝐹⃗ = 𝑚 𝑥 𝑎⃗ ; het heeft een richting en een zin
o Merk op:
Vermits de massa een strikt positieve grootheid is, hebben de kracht en de versnelling
dezelfde richting en zin! Bovendien geeft dit beginsel het verband tussen de afgeleide
eenheid Newton en de basiseenheden:
-> is er meer dan 1 kracht dat er op het voorwerp inwerkt, berekenen we eerst de
resulterende kracht
• Gevolg: Zware voorwerpen zijn moeilijker van bewegingstoestand te veranderen dan
lichte voorwerpen.
o Voorbeeld:
Een olietanker is veel moeilijker te besturen dan een plezierjacht.
- Beginsel van actie en reactie:
Indien een voorwerp A een kracht uitoefent op voorwerp B, dan zal voorwerp B tegelijkertijd een
even grote maar tegengestelde kracht uitoefenen op voorwerp A.
Opstelling in rust (er is geen beweging):
o Wanneer een voorwerp 1 een kracht uitoefent op voorwerp 2. 𝐹⃗
o Zal voorwerp 2 eenzelfde kracht uitvoeren op voorwerp 1 met tegengestelde zin. 𝐹′⃗⃗⃗⃗
Bvb. op tafel duwen, gaat een even grootte kracht uit duwen, tafel duwt terug
1.3 Druk
Waarom druk:
- Luchtdeeltjes (voorgesteld als bolletjes) als medium.
- Geluid
- Het is de resulterende kracht van de moleculen
-> Lucht bestaat uit molecule, die zie je niet; geluid kan ontstaan als de bolletjes bewegen onder elkaar.
- Luidheid is een subjectieve grootheid in de waarneming van signalen die geobjectiveerd kan worden
in geluidsdruk.
1
,1.3.1 Het begrip druk
Wat is druk:
- Druk:
Druk is de verhouding tussen de grootte van de loodrechte kracht uitgeoefend op het voorwerp tov
de oppervlakte van het contactoppervlak.
o p= F/A
o SI-eenheid: Pa = N/m2 = kg/ms2
o Andere: 1atm / 1 bar = 1013 hPa
I-> de druk die we op ons lichaam voelen
o Voorbeeld:
Je herkent het fenomeen ook wanneer je met een vlakke zool over een zandvlakte gaat.
Er zal slechts een kleine afdruk van je schoenzool in het zand achterblijven.
Wanneer je dit echter doet met naaldhakken dan verdwijnt bijna de hele hak in het zand.
• Toch blijft in beide gevallen het gewicht op de hiel hetzelfde.
Het is de verkleinde oppervlakte waar de kracht op inwerkt die ervoor zorgt dat de
druk op die plek groter is dan wanneer we het gewicht verdelen over een grotere
oppervlakte van de brede zool.
1.3.2 Druk in een gas
Druk in een gas:
- Botsende deeltjes in een begrensde ruimte:
o Deeltjes in het gas, worden bepaald door de snelheid van beweging (temp afhankelijk).
o De snelheid waarmee de moleculen botsen tegen wanden is druk.
- Botsen tegen de wand zorgt voor een verandering van richting
o Gasdeeltje oefent kracht op de wand uit: 𝐹⃗
o Wand oefent een tegengestelde kracht op het gasdeeltje uit: ⃗⃗⃗⃗
𝐹′ (actie – reactie)
o Totale kracht van alle gasdeeltjes: 𝐹⃗ t
o Druk van het gast is p = Ft / A
- Effect van het aantal deetjes: (p1>p2)
Meer gasdeeltjes in eenzelfde volume is meer druk.
-> meer lucht in dezelfde ruimte, is er meer druk.
-> Hoe meer deeltjes er in het volume aanwezig zijn hoe groter de totale kracht zal zijn omdat er
meer botsingen zijn. Hierdoor zal er dus ook een grotere druk zijn als het contactoppervlak constant
blijft.
- Effect van het volume:
Evenveel gasdeeltjes in een kleiner volume, is er meer druk.
-> Hoe kleiner het volume van de ruimte hoe sneller hetzelfde aantal de deeltjes de wanden
bereiken en dus hoe vaker ze zullen botsen.
Dit heeft als gevolg dat de totale kracht weer stijgt en dus ook de druk.
- Effect van temperatuur:
Waar een hogere temperatuur is, is er meer beweging van gasdeeltjes,
dus meer druk.
2
,De gaswet van Boyle en Mariotte:
- Bij een constante temperatuur Druk daalt
- Eenzelfde hoeveelheid gas in een groter volume
- Deeltjes leggen n keer meer weg af vooraleer ze botsen
- Druk op wand is dus n keer kleiner Druk stijgt
=> druk gaat dus dalen
Als volume stijgt gaat druk dalen en omgekeerd
-> p1 . V1 = p2 . V2 = constante
1.3.3 Atmosferische druk
Normale luchtdruk:
- Rondom de aarde bevinden zich verschillende luchtlagen. De deeltjes binnen elke luchtlaag worden
via de zwaartekracht aangetrokken tot het aardoppervlak.
Elke luchtlaag zal daardoor een druk uitoefenen op de onderliggende luchtlagen.
Hoe dichter bij het aardoppervlak hoe meer luchtlagen op elkaar liggen hoe groter de druk op het
aardoppervlak.
o Uitzettend karakter:
Gassen nemen omwille van de zeer beweeglijke deeltjes, steeds een maximale volume in.
Lucht neemt zoveel mogelijk plaats in.
o Bovenliggende gewichtskracht op onderliggende = samendrukkende kracht
o Stabiele situatie: uitzettend karakter = samendrukkende kracht
-> geen resulterende kracht
o Lucht druk op voorwerpen = luchtdruk = atmosferische druk = pa
o Dichter bij het aardopperlvlak is een hogere luchtdruk
o Zeeniveau: p0=1013hPa
o Barometer
In boek nog is doorlezen (p.15-16)
3
, 1.3.4 Drukverschil over een membraan
Drukverschil over een membraan:
- Waarom?
-> uw trommelvlies is een membraan, de trillingen die die opvangt moeten worden omgezet.
- Druk aan beide zijden gelijk:
Het membraan zal recht blijven indien de kracht aan de ene zijde gelijk in grootte en
tegenovergesteld in zin is als de kracht aan de andere zijde. De krachten heffen elkaar op.
-> uw trommelvlies gaat rechtstaan.
o Geen resulterende kracht
- Druk aan 1 zijde groter dan andere zijde: p = drukverschil
Wanneer de krachten aan beide zijden van het membraan verschillen in grootte ontstaat er een
resulterende kracht.
-> uw trommelvlies gaat bol staan
o Resulterende kracht Fr = F1 – F2 = p.A
o Vervorming
o Veerkracht in membraam (reactie)
• Deze resulterende kracht wordt opgevangen door de elasiticteit van het membraan.
Deze is begrens omwille van de veerkracht van het elastische medium.
Hoe hoger de veerkracht hoe groter de maximaal mogelijke vervorming.
Wanneer de resulterende kracht groter wordt dan de maximale elasticiteit dan zal het
membraan stuk springen.
-> een bepaald drukverschil over het membraan geeft dus een specifieke vervorming
van het membraan.
-> drukverschillen zorgen ervoor dat er geluid waargenomen kan worden.
4
