Natuurkunde Systematisch samenvatting 5 VWO Hoofdstuk 9 - Trillingen en golven.

Hierbij de samenvatting van Systematische Natuurkunde 5 VWO, over Hoofdstuk 9 - Trillingen en golven. Hierin worden de onderwerpen: trillingen, harmonische trillingen, trillingensenergie, resonantie, lopende golven, Geluid, superpositie, interferentie, Muziekinstrumenten en informatieoverdracht in duidelijke worden uitgelegd. Hopelijk heb je er iets aan!

Preview samenvatting (3 van de 12 pagina's)

Natuurkunde periode 2
Paragraaf 1
Een beweging die zich telkens herhaald, noem je een periodieke beweging. Na een bepaalde tijd
begint hij weer opnieuw.
De herhaaltijd noem je de periode, het symbool hiervan is ‘’T’’. Het aantal herhalingen per seconde
noem je de frequentie, het symbool hiervan is ‘’f’’.
Frequentie
f= 1/ T
f= de frequentie in s-1
T= de periode in s
De eenheid van frequentie noem je ook wel hertz, Hz. De evenwichtstand is de plek waar een trilling altijd langs gaat en waar hij ook is als het niet trilt. Een
trilling is de periodieke beweging om de evenwichtsstand. Als een voorwerp rondom de
evenwichtsstand beweegt (trilt), dan noem je deze afstand tot de evenwichtsstand de uitwijking, met
symbool ‘’u’’. Deze uitwijking kan positief en negatief zijn, boven de evenwichtsstand is positief en
eronder is negatief. De maximale uitwijking vanaf de evenwichtsstand noem je de amplitude. Het is eigenlijk de afstand
tussen het hoogte punt van de trilling en de evenwichtsstand. Het symbool is A = U De fase is het aantal periodes dat is voorbijgekomen na het afgesproken beginmoment. Het symbool
van fase is ϕ
Fase
ϕ= t/ T
ϕ= de fase
t= de tijd is s vanaf het moment dat ϕ = 0
T= de periode in s Een fase heeft bijna nooit een heel getal, meestal het bijvoorbeeld 2,25 dit betekent dat de beweging
zich 2x heeft herhaald en dat van de derde periode ¼ voorbij is.
Een getal dat voldoende is om het systeem vast te leggen, noem je de gereduceerde fase ϕr. Het faseverschil geeft aan in hoeverre een beweging voor of achterloopt. Hierbij vergelijk je
bijvoorbeeld een trilling op twee verschillende tijdstippen. Ook kun je de bewegingen vergelijken van
twee trillingen met dezelfde trillingstijd.
Deze bereken je precies met dezelfde formule als hierboven, maar dan met delta t en delta T. Het
verschil dus. Een (uitwijking, tijd) -diagram is een grafiek waarin uitwijking van een trilling staat tegen de tijd.

Uit deze grafiek kun je aantal dingen aflezen, namelijk:
- De trillingstijd T= 0,40 s
- De amplitude A= 10 cm
- Je kunt de fase berekenen, dit is 0,43.
Bij een periodieke beweging kun je ook een diagram maken, zon (spanning, tijd) -diagram noem je
een hartfilmpje oftewel een cardiogram. Met behulp van zon cardiogram kun je hartafwijkingen zien.
Een apparaat dat de elektrische spanning als functie van de tijd weergeeft, noem je een oscilloscoop.
Het scherm hiervan is verdeeld in blokjes en horziontaal is de tijd en verticaal is de spanning. Op zon
oscilloscoop komen door spanning op bepaalde tijdstippen, oplichtende stippen tevoorschijn. Deze
stippen vormen samen een oscillogram. Deze stip beweegt telkens van links naar rechts van het
scherm.
De tijdbasis geeft aan in hoeveel tijd de stip door 1 hokje loopt. Deze tijdbasis wordt uitgedrukt in
ms/div. Als deze tijdbasis is ingesteld in 2 ms/div, dan is de afstand van 1 hokje 2 ms.
De gevoeligheid is spanning die hoort bij de hoogte van 1 hokje. Deze wort uitgedrukt in 2 volt/div.
het werkt hetzelfde als bij de tijdbasis met 1 hokje naar boven etc.

Paragraaf 2
Er is altijd een tegenwerkende kracht, die ervoor zorgt dat het voorwerp weer op de normale stand
komt. Bijvoorbeeld de veren van een quad, gaat de kwam naar beneden is de resulterende kracht
naar boven om veer weer normaal te krijgen. Dit werk ook zo met een grafiek die van de
evenwichtsstand gaat.
Resulterende kracht
Fres= -C x u
Fres= De resulterende kracht in N
C= de krachtconstante in N/m
u= de uitwijking in m
Het minteken geeft aan de resulterende kracht en de uitwijking tegengesteld zijn. Hiernaast zie je een grafisch model. Dit model geld ook voor een blokje dat trilt aan een veer: een
massaveersysteem. Van zon grafisch model kun je ook een grafiek maken. Deze grafiek is ook wel
een (uitwijking, tijd) -diagram van de sinusvorming. De trilling van zon (u, t) -diagram van een
sinusgrafiek noem je een harmonische trilling. Uitwijking van een harmonische trilling
u= A x sin(2π )
(T x t)
u= de uitwijking in m
A= de amplitude in m
T= de trillingstijd in s
t= de tijd in s, vanaf het moment dat ϕ= 0
Ook met natuurkunde heb je te maken met radialen. Ook in de formule zoals hierboven, 1 radiaal is
namelijk 2π en dit is gelijk aan 360 graden, dus 1 rondje.
Van zon harmonische trilling kun je ook de trillingstijd berekenen en dit doe je door:
De trillingstijd van een harmonische trilling.
T= 2π√m
C
T= de trillingstijd in s
m= de massa in kg
C= de krachtconstante in N/m
Paragraaf 3
Een voorbeeld van een harmonische trilling is een veersysteem dat trilt in het horizontale vlak.
Hierbij is de uitrekking gelijk aan de uitwijking. Ook is de massa van invloed, dus de kinetische
energie. Omdat de veer wordt uitgerekt en ingedrukt, is er ook potentiële energie. Dit maakt samen
de som van de trilling energie en deze is:
Trillingsenergie
Etril= ½ m x v2 + ½ C x u2
Etril= de trillingsenergie in J
m= de massa in kg
v= de snelheid in m/s
C= de krachtconstante in N/m
u= de uitwijking in m