Akoestiek: samenvatting
HOOFDSTUK 1: BASISBEGRIPPEN
1.1 symbolen
1.2 Newton
3 principes die de basis vormen van de huidige wetenschap en technologie, wat betreft de
mechanica.
De 3 beginselen geven de volledige verklaring van het al of niet veranderen van de
bewegingstoestand van voorwerpen door inwerking van krachten.
1.2.1 het eerste beginsel van Newton: traagheidsbeginsel
Beginsel: ieder voorwerp waarop geen resulterende kracht inwerkt blijft in rust of voert een
beweging met constante snelheid uit in dezelfde richting en zin.
Als er geen resulterende kracht is:
Wat in rust is wilt in rust blijven
Wat in beweging is wilt dezelfde constante snelheid behouden
Bv.: als je met de auto tegen een boom botst vliegen de mensen in de auto naar voor, omdat
ons lichaam in beweging wilt blijven met dezelfde snelheid.
1.2.2 het tweede beginsel van Newton: causaliteitsbeginsel
Beginsel: wanneer een kracht ⃗ F inwerkt op een voorwerp met massa (m), dan zal dit
voorwerp een versnelling a⃗ krijgen, zodat het product van de massa met deze versnelling
gelijk is aan de kracht.
Formule: ⃗
F = m . a⃗
MERK OP: vermits de masse een strikt positieve grootheid is, hebben de kracht en de
versnelling dezelfde richting en zin!
Gevolg: zware voorwerpen zijn moeilijker van bewegingstoestand te veranderen dan licht
voorwerpen.
Bv.: een olietanker is veel moeilijker te besturen dan een plezierjacht.
1.2.3 het derde beginsel van Newton: actie en reactie
Beginsel: indien een voorwerp A een kracht uitoefent op een voorwerp B, dan zal voorwerp
B tegelijkertijd een even grote maar tegengestelde kracht uitoefenen op voorwerp A.
LET OP: actie- en reactiekrachten werken op verschillende voorwerpen in, je mag ze dus
nooit samenstellen + ze kunnen elkaar niet opheffen.
,1.3 druk
Definitie druk: de verhouding van de loodrechte kracht op het voorwerp tot de oppervlakte van het
contactoppervlak.
- P = F/A (P: druk, F: kracht, A: oppervlakte)
- Eenheid: Pa = N/m2 = kg/ms2 (Pa is Pascal)
- Andere: 1atm/ 1 bar = 1013 hPa
We kunnen pas een geluid waarnemen als er een medium is.
- Luchtdeeltjes als medium
- Het is de resulterende kracht van moleculen
Wet van actie en reactie: molecuul botst tegen een ander molecuul waardoor deze gaan bewegen.
- Meer gasdeeltjes in eenzelfde volume -> meer druk.
- Evenveel gasdeeltjes in een kleiner volume -> meer druk.
- Hogere temperatuur -> meer beweging van gasdeeltjes -> meer druk.
Druk in een gas
- Deeltjes in het gas: snelheid van beweging (temp. afh.)
- Botsen tegen de wand richtingverandering (doordat ze botsen tegen een wand gaan ze veranderen
van richting)
Gasdeeltje oefent kracht op de wand uit:
o Wand oefent een tegengestelde kracht op het gasdeeltje uit:
o Totale kracht van alle gasdeeltjes:
o Druk van het gas = p = /A
Druk: gaswet van Boyle en Mariotte
- Bij constante temperatuur
- 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
- Als het volume groter wordt, daalt de druk
p1.V1 = p2.V2 = constante
Druk: normale luchtdruk
- Verschillende luchtlagen
Lucht neemt zoveel mogelijk plaats in = uitzettend karakter
Bovenliggende gewichtskracht op onderliggende = samendrukkende kracht
Stabiele situatie: uitzettend karakter = samendrukkende kracht
Lucht druk op voorwerpen = luchtdruk = atmosferische druk = pa
Dichter bij aardoppervlak hogere luchtdruk
Zeeniveau: p0=1013hPa
Barometer (meet ook luchtdruk)
,Lucht is een gas en een gas wilt zoveel mogelijk plaats innemen, dus de luchtlagen gaan tegen elkaar duwen.
Onstabiele lucht, wilt zeggen dat het evenwicht tussen de luchtlagen zoek is (zorgt voor stormen enz.)
Druk: drukverschil over een membraan
- Waarom?
Omdat: in je oor zit een trommelvlies (flexibele membraan) in uw gehoorgang zit lucht en aan de binnenkant in
het middenoor zit ook lucht. Die twee drukken zijn gelijk aan elkaar zodat het membraan moor gespannen
staat, hierdoor kan geluid binnenkomen. Hierdoor is er geen resulterende kracht.
Verkoudheid: de druk in het binnenoor wordt kleiner of groter,, waardoor je anders praat (door je mond). Dit
komt gespannen te staan, waardoor je minder goed hoort en het veerkracht van je membraan zal dalen.
- Druk aan beide zijden gelijk
Geen resulterende kracht
- Druk aan 1 zijde groter dan andere zijde: p = drukverschil
Resulterende kracht Fr = F1 – F2 = p.A
Vervorming
Veerkracht in membraam (reactie)
Drukverschillen zullen ervoor zorgen dat er geluid waargenomen kan worden.
HOOFDSTUK 2: STROMING
2.1 soorten stromingen
Stroming van fluïda: soorten
Fluïdum = een vloeistof of een gas.
Beweging van fluïdum deeltjes
1. Snelheid (2.2.1)
Stationair = laminair
- Snelheid is plaats afhankelijk en niet van de tijd
- Op verschillende tijdstippen is de snelheid op 1 plaats hetzelfde.
- Op 1 tijdstip is de snelheid op verschillende plaatsen verschillend
- Gevolgde weg = stroomlijn
- Vele stroomlijnen : stroombuis
Niet Stationair = turbulent
- Snelheid is plaats en tijd afhankelijk
- Op verschillende tijdstippen is de snelheid op 1 plaats verschillend.
- Op 1 tijdstip is de snelheid op verschillende plaatsen verschillend
- Wervelingen en rotaties door hindernissen
2. Viscositeit (2.2.2)
Niet viskeus
, - Geen invloed van weerstandskrachten
- Gassen
- Energie behoud
Viskeus
- grote invloed van weerstandskrachten
- Wanden en deeltjes zelf
- Energie verlies
2.3 wettendruk
2.3.1 continuïteitsvergelijking
A1 . v1 = A2 . v2 = constante
Veranderlijke doorsnede (vernauwing door de stembanden, …)
• A1 > A2 = vernauwing van de doorsnede
• Als A daalt zal v (snelheid) stijgen
Vergelijking van Bernoulli:
• Verplaatsing van massa vloeistof vraagt arbeid
• De verticale en horizontale verplaatsing zorgt voor een wijziging is in potentiële
(Hoogteverschil overbruggen y) en kinetische energie (verplaatsingssnelheid).
½. . v1²/2 + .g.y1 + p1 = ½ . . v2²/2 + .g.y2 + p2 = constante
• Som van potentiële E , kinetische E en druk is constant
• Grotere snelheid (kinetische energie) kleinere druk (bij constante hoogte)
• Lucht sneller door stembanden lagere druk aanzuiging stembanden
Als lucht sneller door de stembanden komt gaat de druk moeten dalen, omdat het een constante moet blijven.
Doordat deze druk daalt gaan de stembanden naar elkaar gezogen worden. Als de stembanden uit elkaar
getrokken worden gaat de lucht sneller gaan.
HOOFDSTUK 1: BASISBEGRIPPEN
1.1 symbolen
1.2 Newton
3 principes die de basis vormen van de huidige wetenschap en technologie, wat betreft de
mechanica.
De 3 beginselen geven de volledige verklaring van het al of niet veranderen van de
bewegingstoestand van voorwerpen door inwerking van krachten.
1.2.1 het eerste beginsel van Newton: traagheidsbeginsel
Beginsel: ieder voorwerp waarop geen resulterende kracht inwerkt blijft in rust of voert een
beweging met constante snelheid uit in dezelfde richting en zin.
Als er geen resulterende kracht is:
Wat in rust is wilt in rust blijven
Wat in beweging is wilt dezelfde constante snelheid behouden
Bv.: als je met de auto tegen een boom botst vliegen de mensen in de auto naar voor, omdat
ons lichaam in beweging wilt blijven met dezelfde snelheid.
1.2.2 het tweede beginsel van Newton: causaliteitsbeginsel
Beginsel: wanneer een kracht ⃗ F inwerkt op een voorwerp met massa (m), dan zal dit
voorwerp een versnelling a⃗ krijgen, zodat het product van de massa met deze versnelling
gelijk is aan de kracht.
Formule: ⃗
F = m . a⃗
MERK OP: vermits de masse een strikt positieve grootheid is, hebben de kracht en de
versnelling dezelfde richting en zin!
Gevolg: zware voorwerpen zijn moeilijker van bewegingstoestand te veranderen dan licht
voorwerpen.
Bv.: een olietanker is veel moeilijker te besturen dan een plezierjacht.
1.2.3 het derde beginsel van Newton: actie en reactie
Beginsel: indien een voorwerp A een kracht uitoefent op een voorwerp B, dan zal voorwerp
B tegelijkertijd een even grote maar tegengestelde kracht uitoefenen op voorwerp A.
LET OP: actie- en reactiekrachten werken op verschillende voorwerpen in, je mag ze dus
nooit samenstellen + ze kunnen elkaar niet opheffen.
,1.3 druk
Definitie druk: de verhouding van de loodrechte kracht op het voorwerp tot de oppervlakte van het
contactoppervlak.
- P = F/A (P: druk, F: kracht, A: oppervlakte)
- Eenheid: Pa = N/m2 = kg/ms2 (Pa is Pascal)
- Andere: 1atm/ 1 bar = 1013 hPa
We kunnen pas een geluid waarnemen als er een medium is.
- Luchtdeeltjes als medium
- Het is de resulterende kracht van moleculen
Wet van actie en reactie: molecuul botst tegen een ander molecuul waardoor deze gaan bewegen.
- Meer gasdeeltjes in eenzelfde volume -> meer druk.
- Evenveel gasdeeltjes in een kleiner volume -> meer druk.
- Hogere temperatuur -> meer beweging van gasdeeltjes -> meer druk.
Druk in een gas
- Deeltjes in het gas: snelheid van beweging (temp. afh.)
- Botsen tegen de wand richtingverandering (doordat ze botsen tegen een wand gaan ze veranderen
van richting)
Gasdeeltje oefent kracht op de wand uit:
o Wand oefent een tegengestelde kracht op het gasdeeltje uit:
o Totale kracht van alle gasdeeltjes:
o Druk van het gas = p = /A
Druk: gaswet van Boyle en Mariotte
- Bij constante temperatuur
- 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
- Als het volume groter wordt, daalt de druk
p1.V1 = p2.V2 = constante
Druk: normale luchtdruk
- Verschillende luchtlagen
Lucht neemt zoveel mogelijk plaats in = uitzettend karakter
Bovenliggende gewichtskracht op onderliggende = samendrukkende kracht
Stabiele situatie: uitzettend karakter = samendrukkende kracht
Lucht druk op voorwerpen = luchtdruk = atmosferische druk = pa
Dichter bij aardoppervlak hogere luchtdruk
Zeeniveau: p0=1013hPa
Barometer (meet ook luchtdruk)
,Lucht is een gas en een gas wilt zoveel mogelijk plaats innemen, dus de luchtlagen gaan tegen elkaar duwen.
Onstabiele lucht, wilt zeggen dat het evenwicht tussen de luchtlagen zoek is (zorgt voor stormen enz.)
Druk: drukverschil over een membraan
- Waarom?
Omdat: in je oor zit een trommelvlies (flexibele membraan) in uw gehoorgang zit lucht en aan de binnenkant in
het middenoor zit ook lucht. Die twee drukken zijn gelijk aan elkaar zodat het membraan moor gespannen
staat, hierdoor kan geluid binnenkomen. Hierdoor is er geen resulterende kracht.
Verkoudheid: de druk in het binnenoor wordt kleiner of groter,, waardoor je anders praat (door je mond). Dit
komt gespannen te staan, waardoor je minder goed hoort en het veerkracht van je membraan zal dalen.
- Druk aan beide zijden gelijk
Geen resulterende kracht
- Druk aan 1 zijde groter dan andere zijde: p = drukverschil
Resulterende kracht Fr = F1 – F2 = p.A
Vervorming
Veerkracht in membraam (reactie)
Drukverschillen zullen ervoor zorgen dat er geluid waargenomen kan worden.
HOOFDSTUK 2: STROMING
2.1 soorten stromingen
Stroming van fluïda: soorten
Fluïdum = een vloeistof of een gas.
Beweging van fluïdum deeltjes
1. Snelheid (2.2.1)
Stationair = laminair
- Snelheid is plaats afhankelijk en niet van de tijd
- Op verschillende tijdstippen is de snelheid op 1 plaats hetzelfde.
- Op 1 tijdstip is de snelheid op verschillende plaatsen verschillend
- Gevolgde weg = stroomlijn
- Vele stroomlijnen : stroombuis
Niet Stationair = turbulent
- Snelheid is plaats en tijd afhankelijk
- Op verschillende tijdstippen is de snelheid op 1 plaats verschillend.
- Op 1 tijdstip is de snelheid op verschillende plaatsen verschillend
- Wervelingen en rotaties door hindernissen
2. Viscositeit (2.2.2)
Niet viskeus
, - Geen invloed van weerstandskrachten
- Gassen
- Energie behoud
Viskeus
- grote invloed van weerstandskrachten
- Wanden en deeltjes zelf
- Energie verlies
2.3 wettendruk
2.3.1 continuïteitsvergelijking
A1 . v1 = A2 . v2 = constante
Veranderlijke doorsnede (vernauwing door de stembanden, …)
• A1 > A2 = vernauwing van de doorsnede
• Als A daalt zal v (snelheid) stijgen
Vergelijking van Bernoulli:
• Verplaatsing van massa vloeistof vraagt arbeid
• De verticale en horizontale verplaatsing zorgt voor een wijziging is in potentiële
(Hoogteverschil overbruggen y) en kinetische energie (verplaatsingssnelheid).
½. . v1²/2 + .g.y1 + p1 = ½ . . v2²/2 + .g.y2 + p2 = constante
• Som van potentiële E , kinetische E en druk is constant
• Grotere snelheid (kinetische energie) kleinere druk (bij constante hoogte)
• Lucht sneller door stembanden lagere druk aanzuiging stembanden
Als lucht sneller door de stembanden komt gaat de druk moeten dalen, omdat het een constante moet blijven.
Doordat deze druk daalt gaan de stembanden naar elkaar gezogen worden. Als de stembanden uit elkaar
getrokken worden gaat de lucht sneller gaan.
