Samenvatting akoestiek: deel 1 – basis
Deel 1 – basis
1. Basisbegrippen
1.1. Symbolen
➔ Zie cursus
1.2. Newton
Stelde 3 principes voor die de basis vormen van huidige wetenschap en technologie.
Geven een volledige verklaring van het al dan niet veranderen van de bewegingstoestand van
voorwerpen.
N1 = traagheidsbeginsel
o Voorwerp in rust wil in rust blijven, voorwerp in beweging wil in constante snelheid blijven
bewegen.
N2 = causaliteitsbeginsel
o Resulterende kracht (= kracht die niet gecompenseerd wordt door een andere kracht) op
een voorwerp, geeft dat voorwerp een versnelling
o 𝐹⃗ = m . 𝑎⃗
o 1 v/d 2 tegengestelde krachten moet dus groter zijn om een voorwerp te doen bewegen
N3 = beginsel van actie-reactie
o Actie geeft reactie → wanneer voorwerp 1 kracht uitoefent op voorwerp 2, zal voorwerp 2
eenzelfde kracht uitvoeren op voorwerp 1 met tegengestelde zin.
o Dus: als er een actie is, zal er steeds een tegengestelde kracht zijn om in rust te blijven.
1.3. Druk
Luidheid = subjectieve grootheid die geobjectiveerd kan worden in geluidsdruk.
1.3.1. Begrip druk
Belang van druk binnen LA:
Geluid verplaatst zich door trillingen van luchtmoleculen, in een vacuüm kan dit niet gebeuren.
Trommelvlies vangt trillingen op en zet deze om in geluidsgolven.
Druk bepaalt hoeveel luchtmoleculen er zijn en hoe ze bewegen = essentieel voor geluid.
Resulterende kracht zorgt ervoor dat de luchtmoleculen kunnen bewegen en zo het geluid
voortplant.
Definitie van druk
Verhouding van loodrechte kracht op het voorwerp tot de oppervlakte van het contactoppervlak
p = F/A
uitgedrukt in Pa (pascale) = N/m² = kg/ms²
1 bar = 1 atmosfeer = 1013 hPa = atmosferische druk op aarde (verschillend in bergen, maan, …)
Wanneer 2 glazen op een tafel hetzelfde gewicht hebben oefenen ze dezelfde kracht (F z) uit op de
tafel.
De druk die door de glazen op de tafel wordt uitgeoefend, zal van het lage glas
lager zijn dan de druk van het hoge glas, omdat het lage glas een groter
contactoppervlak heeft. Hoe groter het contactoppervlak, hoe kleiner de druk.
1.3.2. Druk in een gas
Lucht (=gas) bestaat uit moleculen die bij een bepaalde temperatuur met een zekere gemiddelde
snelheid bewegen in de ruimte.
Pagina 1
,Samenvatting akoestiek: deel 1 – basis
Binnen een ruimte zullen deeltjes met de wanden van het medium waarin ze zich bevinden en met
eventuele obstakels in botsing komen. Deze botsingen zijn belangrijk in het bepalen van de druk
binnen een gas.
Wanneer een gasdeeltje tegen de wand botst, oefent dit gasdeeltje een kracht 𝐹⃗ op
de wand uit. Vervolgens oefent de wand een tegengestelde kracht op het
⃗⃗⃗⃗⃗⃗
gasdeeltje uit: 𝐹1
Er zijn 3 variabelen die bepalen of de druk van een gas hoog/laag is:
# gasdeeltjes → hoe meer deeltjes in eenzelfde volume, hoe meer druk
Volume → hoe kleiner het volume, hoe meer botsingen en dus meer druk
Temperatuur → hoe hoger, hoe meer beweging en dus botsingen van deeltjes, hoe meer druk
Gaswet van Boyle en Mariotte:
Bij een constante temperatuur, zal de druk toenemen als het volume daalt (en
omgekeerd).
p.V = constante → p1 . V1 = p2 . V2
1.3.3. Atmosferische druk
Verschillende luchtlagen rond aarde → deeltjes in luchtlagen worden aangetrokken tot
aardoppervlak door zwaartekracht → elke luchtlaag voert druk uit op onderliggende luchtlaag →
hoe dichter bij aardoppervlak, hoe meer druk van deeltjes in bovenliggende luchtlagen en dus hoe
groter de druk op aardoppervlak.
Gassen nemen steeds het maximale volume in → uitzettend karakter van gas
Bovenliggende gewichtskracht op de onderliggende → samendrukkende kracht (neemt af bij
stijging)
De compressie van de luchtlagen zal op elkaar gecompenseerd worden door het uitzettend
karakter, zo ontstaat er een stabiele situatie in de atmosfeer
Lucht drukt op voorwerpen = luchtdruk (= atmosferische druk pa) → hoe dichter bij aarde, hoe hoger
luchtdruk (op zeeniveau 1013 hPa, op bv. 3000m hoogte is dit 700 hPa)
1.3.4. Drukverschil over een membraan
Ook tussen twee van elkaar afgesloten ruimtes kunnen drukverschillen ontstaan. Wanneer de twee
ruimtes van elkaar zijn afgesloten met een elastisch membraan, zal dit het drukverschil opvangen.
Het membraan zal recht blijven indien de krachten aan beide zijden
gelijk zijn in grootte en tegengestelde zin hebben. De krachten heffen
elkaar op.
Wanneer ze aan beide zijden verschillen, vervormt het membraan (Fres)
Wanneer er een drukverschil ontstaat door medische problemen zal de druk in het middenoor kleiner zijn dan in
het buitenoor. Het trommelvlies zal vervormen en uitstulpen naar het middenoor toe. De trillingen zullen hierdoor
minder goed worden doorgegeven, en er zal gehoorverlies optreden.
2. Stroming
2.1. Definitie
Fluïda = verzamelnaam van vloeistoffen en gassen die als eigenschap hebben dat de deeltjes ervan
makkelijk kunnen bewegen t.o.v. elkaar.
Pagina 2
, Samenvatting akoestiek: deel 1 – basis
Fluïdum = uitvloeiende stof, een medium dat bij een constante temperatuur en druk een
welbepaalde massa en volume heeft, maar geen vaste vorm.
Stroming = bewegen van de deeltjes binnen het fluïdum (bv. wind, stroming in water, …)
! Stroming binnen logopedie:
Bij spreken zal er een luchtstroom gestuurd worden vanuit de longen tussen de stembanden
naar de keel- en mondholte toe.
Door vernauwingen en bochten in spraakkanaal zal de lucht een specifieke stroming aannemen
Stroming zal de geproduceerde klank beïnvloeden
2.2. Soorten stroming
2.2.1. Op basis van snelheid
Stationaire of laminaire stroming
o Richting van de snelheidsvector van fluïdumdeeltje is afhankelijk van de plaats, niet van het
tijdstip
o Elk deeltje in het fluïdum neemt op een bepaalde plaats steeds dezelfde snelheid aan
o Elk deeltje volgt dezelfde weg = stroomlijn → stroomlijnen samengebundeld = stroombuis
Niet-stationaire of turbulente stroming
o Richting van snelheidsvector van fluïdumdeeltje is afhankelijk van zowel plaats- als tijdstip.
o Niet elk deeltje in het fluïdum heeft dezelfde snelheid
o Er ontstaan wervelingen en rotaties in het fluïdum die constant wijzigen, deze ontstaan door
obstakels die de laminaire stroming verstoren
2.2.2. Op basis van viscositeit
Viscositeit = stroperigheid, geeft aan hoe vloeibaar het fluïdum is, is een maat voor weerstand
Niet-viskeuze stroming
o Geen invloed van weerstandskrachten
o Gassen
o Energiebehoud
Viskeuze stroming
o Grote invloed van weerstandskrachten
o Wanden en deeltjes zelf
o Energieverlies (energie → warmte)
2.3. Wettendruk
2.3.1. Continuïteitsvergelijking
Pagina 3
Deel 1 – basis
1. Basisbegrippen
1.1. Symbolen
➔ Zie cursus
1.2. Newton
Stelde 3 principes voor die de basis vormen van huidige wetenschap en technologie.
Geven een volledige verklaring van het al dan niet veranderen van de bewegingstoestand van
voorwerpen.
N1 = traagheidsbeginsel
o Voorwerp in rust wil in rust blijven, voorwerp in beweging wil in constante snelheid blijven
bewegen.
N2 = causaliteitsbeginsel
o Resulterende kracht (= kracht die niet gecompenseerd wordt door een andere kracht) op
een voorwerp, geeft dat voorwerp een versnelling
o 𝐹⃗ = m . 𝑎⃗
o 1 v/d 2 tegengestelde krachten moet dus groter zijn om een voorwerp te doen bewegen
N3 = beginsel van actie-reactie
o Actie geeft reactie → wanneer voorwerp 1 kracht uitoefent op voorwerp 2, zal voorwerp 2
eenzelfde kracht uitvoeren op voorwerp 1 met tegengestelde zin.
o Dus: als er een actie is, zal er steeds een tegengestelde kracht zijn om in rust te blijven.
1.3. Druk
Luidheid = subjectieve grootheid die geobjectiveerd kan worden in geluidsdruk.
1.3.1. Begrip druk
Belang van druk binnen LA:
Geluid verplaatst zich door trillingen van luchtmoleculen, in een vacuüm kan dit niet gebeuren.
Trommelvlies vangt trillingen op en zet deze om in geluidsgolven.
Druk bepaalt hoeveel luchtmoleculen er zijn en hoe ze bewegen = essentieel voor geluid.
Resulterende kracht zorgt ervoor dat de luchtmoleculen kunnen bewegen en zo het geluid
voortplant.
Definitie van druk
Verhouding van loodrechte kracht op het voorwerp tot de oppervlakte van het contactoppervlak
p = F/A
uitgedrukt in Pa (pascale) = N/m² = kg/ms²
1 bar = 1 atmosfeer = 1013 hPa = atmosferische druk op aarde (verschillend in bergen, maan, …)
Wanneer 2 glazen op een tafel hetzelfde gewicht hebben oefenen ze dezelfde kracht (F z) uit op de
tafel.
De druk die door de glazen op de tafel wordt uitgeoefend, zal van het lage glas
lager zijn dan de druk van het hoge glas, omdat het lage glas een groter
contactoppervlak heeft. Hoe groter het contactoppervlak, hoe kleiner de druk.
1.3.2. Druk in een gas
Lucht (=gas) bestaat uit moleculen die bij een bepaalde temperatuur met een zekere gemiddelde
snelheid bewegen in de ruimte.
Pagina 1
,Samenvatting akoestiek: deel 1 – basis
Binnen een ruimte zullen deeltjes met de wanden van het medium waarin ze zich bevinden en met
eventuele obstakels in botsing komen. Deze botsingen zijn belangrijk in het bepalen van de druk
binnen een gas.
Wanneer een gasdeeltje tegen de wand botst, oefent dit gasdeeltje een kracht 𝐹⃗ op
de wand uit. Vervolgens oefent de wand een tegengestelde kracht op het
⃗⃗⃗⃗⃗⃗
gasdeeltje uit: 𝐹1
Er zijn 3 variabelen die bepalen of de druk van een gas hoog/laag is:
# gasdeeltjes → hoe meer deeltjes in eenzelfde volume, hoe meer druk
Volume → hoe kleiner het volume, hoe meer botsingen en dus meer druk
Temperatuur → hoe hoger, hoe meer beweging en dus botsingen van deeltjes, hoe meer druk
Gaswet van Boyle en Mariotte:
Bij een constante temperatuur, zal de druk toenemen als het volume daalt (en
omgekeerd).
p.V = constante → p1 . V1 = p2 . V2
1.3.3. Atmosferische druk
Verschillende luchtlagen rond aarde → deeltjes in luchtlagen worden aangetrokken tot
aardoppervlak door zwaartekracht → elke luchtlaag voert druk uit op onderliggende luchtlaag →
hoe dichter bij aardoppervlak, hoe meer druk van deeltjes in bovenliggende luchtlagen en dus hoe
groter de druk op aardoppervlak.
Gassen nemen steeds het maximale volume in → uitzettend karakter van gas
Bovenliggende gewichtskracht op de onderliggende → samendrukkende kracht (neemt af bij
stijging)
De compressie van de luchtlagen zal op elkaar gecompenseerd worden door het uitzettend
karakter, zo ontstaat er een stabiele situatie in de atmosfeer
Lucht drukt op voorwerpen = luchtdruk (= atmosferische druk pa) → hoe dichter bij aarde, hoe hoger
luchtdruk (op zeeniveau 1013 hPa, op bv. 3000m hoogte is dit 700 hPa)
1.3.4. Drukverschil over een membraan
Ook tussen twee van elkaar afgesloten ruimtes kunnen drukverschillen ontstaan. Wanneer de twee
ruimtes van elkaar zijn afgesloten met een elastisch membraan, zal dit het drukverschil opvangen.
Het membraan zal recht blijven indien de krachten aan beide zijden
gelijk zijn in grootte en tegengestelde zin hebben. De krachten heffen
elkaar op.
Wanneer ze aan beide zijden verschillen, vervormt het membraan (Fres)
Wanneer er een drukverschil ontstaat door medische problemen zal de druk in het middenoor kleiner zijn dan in
het buitenoor. Het trommelvlies zal vervormen en uitstulpen naar het middenoor toe. De trillingen zullen hierdoor
minder goed worden doorgegeven, en er zal gehoorverlies optreden.
2. Stroming
2.1. Definitie
Fluïda = verzamelnaam van vloeistoffen en gassen die als eigenschap hebben dat de deeltjes ervan
makkelijk kunnen bewegen t.o.v. elkaar.
Pagina 2
, Samenvatting akoestiek: deel 1 – basis
Fluïdum = uitvloeiende stof, een medium dat bij een constante temperatuur en druk een
welbepaalde massa en volume heeft, maar geen vaste vorm.
Stroming = bewegen van de deeltjes binnen het fluïdum (bv. wind, stroming in water, …)
! Stroming binnen logopedie:
Bij spreken zal er een luchtstroom gestuurd worden vanuit de longen tussen de stembanden
naar de keel- en mondholte toe.
Door vernauwingen en bochten in spraakkanaal zal de lucht een specifieke stroming aannemen
Stroming zal de geproduceerde klank beïnvloeden
2.2. Soorten stroming
2.2.1. Op basis van snelheid
Stationaire of laminaire stroming
o Richting van de snelheidsvector van fluïdumdeeltje is afhankelijk van de plaats, niet van het
tijdstip
o Elk deeltje in het fluïdum neemt op een bepaalde plaats steeds dezelfde snelheid aan
o Elk deeltje volgt dezelfde weg = stroomlijn → stroomlijnen samengebundeld = stroombuis
Niet-stationaire of turbulente stroming
o Richting van snelheidsvector van fluïdumdeeltje is afhankelijk van zowel plaats- als tijdstip.
o Niet elk deeltje in het fluïdum heeft dezelfde snelheid
o Er ontstaan wervelingen en rotaties in het fluïdum die constant wijzigen, deze ontstaan door
obstakels die de laminaire stroming verstoren
2.2.2. Op basis van viscositeit
Viscositeit = stroperigheid, geeft aan hoe vloeibaar het fluïdum is, is een maat voor weerstand
Niet-viskeuze stroming
o Geen invloed van weerstandskrachten
o Gassen
o Energiebehoud
Viskeuze stroming
o Grote invloed van weerstandskrachten
o Wanden en deeltjes zelf
o Energieverlies (energie → warmte)
2.3. Wettendruk
2.3.1. Continuïteitsvergelijking
Pagina 3
