Icon up Overzicht

Horloge met sonar (Exaktueel)

Onderwerp: Geluid, Rechtlijnige beweging

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Sommige slechtzienden en blinden kunnen zich op straat oriënteren door met hun stem geluiden te maken en aan de hand van de weerkaatsing van hun stemgeluid voorwerpen in de naaste omgeving te lokaliseren.

Fabrikant Sunu heeft nu een smartwatch met sonar ontwikkeld, die min of meer hetzelfde doet.

De sonar zendt ultrasoon geluid uit; door de terugkaatsing krijgt de drager informatie over aanwezige obstakels. Dit doet het horloge door trillingen te geven, die sterker worden naarmate het betreffende voorwerp zich dichter bij de smartwatch bevindt.

De zender werkt tot 4 m; de sensor verwerkt tot 30 metingen per seconde.  Op een volle acculading gaat de smartwatch 12 uur mee.

Sommige slechtzienden kunnen door stemgeluid bepalen of er hindernissen in de weg staan. Ze maken met hun mond een hoorbaar geluidje en luisteren naar de echo. Deze aflevering van Proefkonijnen laat daar meer over zien:

De Sunu doet hetzelfde met ultrasoon geluid.

a) Wat zijn de verschillen of overeenkomsten tussen beide geluiden?
Geef aan door te omcirkelen  > (groter dan), < (kleiner dan) of = (gelijk aan):

Het horloge werkt tot een afstand van 4 meter.

b) Bereken de tijd tussen uitzenden en ontvangen van een puls op deze afstand.

In theorie zou het horloge op een grotere afstand kunnen meten: Het horloge zendt 30 keer per seconde een ultrasone puls uit om de afstand te bepalen.

c) Bereken de maximale afstand waarop het horloge zou kunnen werken volgens dit gegeven.

d) Geef een verklaring waarom het horloge ‘maar’ tot 4 m gegarandeerd wordt.

De reactietijd van een persoon is 0,8 s. Het horloge is bedoeld voor slechtziende voetgangers. Zou het mogelijk zijn om te fietsen met het horloge?

e) Leg uit of het mogelijk is om veilig te fietsen met dit horloge. Bereken daartoe eerst hoe snel een persoon mag bewegen wil hij op tijd kunnen uitwijken voor een hindernis waar het horloge voor waarschuwt.