Hoewel er van dinosauriërs vrij veel bekend is, weten we van de meeste dino's weinig over het geluid dat ze maakten. Een uitzondering hierop is de Parasaurolophus. Deze dino was in het bezit van een grote hoorn boven op de schedel. Zie figuur 1.
Deze hoorn diende als klankkast om het geluid te versterken.
Opgaven
a) Op welk natuurkundig verschijnsel is dit gebaseerd?
Bij een volwassen mannetje is de hoorn 1,8 m lang. Eén uiteinde van deze hoorn is open, het andere uiteinde is gesloten. De luchttemperatuur in de hoorn is 20 °C.
b) Toon met een berekening aan dat de grondtoon die de dino met deze hoorn kon laten horen een frequentie had van 48 Hz.
Onderzoek heeft uitgewezen dat een mannelijke Parasaurolophus een toon kon produceren met een frequentie van 2,4 * 102 Hz. Dit is een boventoon van de grondtoon van 48 Hz.
c) Beredeneer of dit de eerste, de tweede, de derde, de vierde of de vijfde boventoon is.
De vrouwelijke Parasaurolophus had ook een hoorn. Deze hoorn was korter dan die van een mannelijk exemplaar.
d) Leg uit of de grondtoon van een vrouwelijke Parasaurolophus hoger, lager of even hoog was als die van een mannelijk dier.
De dieren communiceerden met elkaar over grote afstanden. Het geluid dat zij daarbij maakten, passeerde veel bomen. Als een boom smaller is dan de golflengte van het geproduceerde geluid, kan het geluid de boom passeren.
e) Beredeneer of voor deze dieren de grondtoon of juist de boventonen het meest geschikt waren om in bossen te communiceren.
Uitwerkingen
Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.
Uitwerking vraag (a)
Resonantie.
Uitwerking vraag (b)
Als de hoorn één gesloten en één open uiteinde heeft geldt er voor de grondtoon:
λ = 4 * l = 4 * 1,8 = 7,2 m
De geluidssnelheid in lucht bij 20 °C is te vinden in de Binas en is 343 m/s.
Voor de frequentie vind je dan:
f = v / λ = 343 / 7,2 = 48 Hz
Uitwerking vraag (c)
De gegeven frequentie is 2,4 * 102 / 48 = 5 keer zo groot als de grondtoon.
Voor een buis met een gesloten en een open einde vind je voor de eerste boventoon λ = 4/3 * l en voor de tweede boventoon λ = 4/5 * l.
De frequentie van de eerste boventoon is 3 keer zo groot en de frequentie van de tweede boventoon is 5 keer zo groot als de grondtoon.
Dit is dus de tweede boventoon.
Uitwerking vraag (d)
Voor de frequentie geldt f = v / λ = 4/3 * l. Voor het vrouwtje is λ kleiner, dan is de frequentie groter.
Uitwerking vraag (e)
In de vraag staat dat als een boom smaller is dan de golflengte van het geproduceerde geluid, het geluid de boom kan passeren. Voor het communiceren gebruiken ze dus geluidsgolven met een zo groot mogelijke golflengte.
De golflengte van de grondtoon is groter dan die van de boventonen, dus zijn grondtonen beter om mee te communiceren.
