interfererende luidsprekers

sonja stelde deze vraag op 06 juni 2010 om 20:56.

Twee luidsprekers(B en C) produceren geluid met een f van 1,5 kHz. ze zijn in fase.

de temp is 20 graden celsius. de afstand tussen de luidsprekers is 1,5 m.

iemand(A) loopt evenwijdig aan de luidsprekers(recht tegenover) langs en hoort achtereenvolgens versterking en uitdoving van het geluid. Afstand B,A is 4,5 meter(staan recht tegenover elkaar) C staat links van B.

 

a.Bereken λ:

v=λ.f

λ= 343/1500=0,23m(klopt dit)

b. hoeveel buiken zal hij max kunnen horen?

Hier kom ik neit uit. hoe moet dit?

c. Laat mbv een berekening zien of hij in punt a een knoop of een buik zal horen.

Ik had AB2+BC2= AC2

√(4,52+1.52)= 4,5=AC

450/23(=λ)=19,6λ

19,6λ / λ=19,6 afgerond 20 >> n=20 dus een buik want afstand Ab is ook 4,5

Hier kom ik op uit, maar iets zegt me dat het niet klopt.

 

 

Reacties

Jan op 06 juni 2010 om 21:46

Dag Sonja,

a) is correct.

b) snap ik ook niet goed, maar ik vermoed dat dat is omdat ik je verhaal niet goed snap. Ik interpreteer je verhaal als in het plaatje



Het komt er dan op neer om op die route punten X 0,1,2 enz  te zien te vinden waar de afstanden AX en BX steeds precies 0, 1, 2 enz golflengten verschillen. Als de vraag over héél die route gaat is er een logische grens aan dat aantal punten 

c) vreemde berekening: √(4,52+1.52)= 4,5=AC

die wortel kan nóóit 4,5 geven, ik kom op 4,74 m uit voor de afstand AC.

Zo passen er op AC (4,76 m) 20,6 golflengtes, en op BC (4,5 m) 19,6 golflengtes. In punt C zal dus constructieve interferentie optreden. Punt C is dus al een punt X zoals in vraag B (als ik die goed heb begrepen.

Ik vind vraag b) (als ik die goed interpreteer) eigenlijk best een héél stuk moeilijker -want serieus denkwerk- dan vraag c), en ik had die twee vragen liever in omgekeerde volgorde gezet.  

Komt er al licht in de duisternis?

Groet, Jan

sonja op 07 juni 2010 om 17:21

Dag meneer,

 

Uw  tekening klopt, alleen ik snap de vragen nog steeds niet.

is de antwoord op vraag c dan een knoop? (constructieve interferentie?), dat dat ze elkaar tegenwerken?

En vraag b is gewoon zo gesteld.

bij b.had ik:

Afstand geluidsbronnen: 1,5 meter

1,5/0,23=6,55λ                

kλ=6,55λ

  λ= 6,55(is k het zelfde als n? in het boek staat n, leraar gebruikt k...)

en dan had ik dus 7 buiken, maar dat is niet helemaal goed gerekend.
Wat heb ik dan fout gedaan?

 

Klopte c wel(afgezien van mijn megafout)?

 

Jan op 08 juni 2010 om 00:19

Dag Sonja,

als we ons even tot C beperken, je was goed gestart. Je maakte die rekenfout, tot daar aan toe, dat overkomt me ook geregeld (en alle antwoordenboekjes bewijzen dat we daarin niet de enigen zijn)

Maar als je me nu vraagt of jouw c) wel klopte afgezien van die mega-rekenfout dan heb je mijn uitleg hierboven niet begrepen, of we praten op een of andere manier langs elkaar heen. Want ik zie in jouw antwoord op c) nérgens een vergelijking van de fasen van de golven op AC en BC, en daar gaat het nu juist om.

Vergeet even te denken in termen van buiken en knopen, dat is fijn voor staande golven.

Je antwoord voor b) komt aardig in de buurt, maar ik kan uit je redenering niet halen of dat berust op een begrip van de situatie of uit een onbewust gelukje. Het antwoord heeft inderdaad álles te maken met die anderhalve meter en het aantal golflengten wat daarin past, maar kun je ook uitleggen waarom, met behulp van mijn plaatje bijvoorbeeld?

Dus ik vraag me af wat je tot nu toe wél en wat je nog niet begrijpt. Dan is het lastig verder helpen. Kun je eens netjes in woorden uitleggen, vanaf het begin, waarom er in punt C constructieve interferentie zal optreden?

Groet, Jan

sonja op 08 juni 2010 om 17:28

Halloo,

 

Ik denk dat ik het snap meneer.

Bij B ( ik bedoelde met buiken denk ik buiklijnen)

OK . De luidsprekers zijn in fase. De afstand tussen ze is 1,5m.

Nu moet ik m omzetten in λ, want het is bekend dat knooplijnen en buiklijnen elkaar afwisselen.

1,5/0,23λ=6,55λ

Vanaf de ene geluidsbron- heb je bij 0,5;o,75;1;1,25;1,5;1,75;,2........

6.5 knooplijnen en buiklijnen-  tot deandere geluidsbron.

 

 

om de 1/2λ heb je een buiklijn. 6,55/ o,5≈13 buiklijnen.

Klopt het?

 

en bij c treedt er co... interferentie omdat 20,6-19,6=1

en in het boek staat dat als je alles berekent en ;delta phi=1 dan heb je een buiklijn en aangezien ze in fase zijn, zullen ze elkaar versterken.( dus als ze neit in fase zijn dan werken ze elkaar tegen)

Ok als dit het neit is, dan geef ik het op.

 

 

 

Jan op 08 juni 2010 om 18:22

Dag Sonja,

Nu is duidelijk dat je het principe begrijpt, en dus c) ook door hebt.

Ga ik je nu nog even een duwtje geven voor b, want daar hink je waarschijnlijk nog op een verkeerde gedachte.

we zagen al dat er één punt van constructieve interferentie bij punt C lag. Maar als je AB neemt als basis van een gelijkbenige driehoek nar de looproute, en we noemen de top dan punt X, dan geldt dat AX = BX, en dat je dus precies 0 golflengten verschil zal hebben. Daar ligt dus nóg een punt van constructieve interferentie, X0 

En zo kun je verder gaan. recht onder A ligt er natuurlijk ook eentje, net als bij C, met één golflengte faseverschil. Dat punt noem ik X1. Ga ik nóg verder kijken, dan kom ik vanzelf langs een punt X2 waar geldt dat er tussen BX2 en AX2 precies twee golflengten verschil zal zijn. Nóg verder weg ligt er een punt X3, waar je al 3 golflengten verschil zult hebben. 

En zo kun je verder redeneren, en nu mag jij bedenken waarom dit niet verder zal gaan dan X6. (en dát heeft natuurlijk te maken emt de afstand tussen A en B). Bedenk ook waarom de afstanden tussen de X-en steeds groter zal worden. Natuurlijk zie je dat ik op de route naar de linkerkant doorgaand óók zo'n serie krijg.

Het hoeft geloof ik niet, maar je kunt berekenen waar al die X-en terechtkomen. Dat is een kwestie van wat nette Pythagorasvergelijkingen opstellen. (Voor X2, X3 enzovoort heb ik dat trouwens niet gedaan, die punten liggen in de tekening dan ook niet netjes op schaal, die zijn maar nattevingerwerk)

Nu wél duidelijk wat er aan de hand is? (niet te gauw opgeven hoor, kwartjes vallen uiteindelijk altijd een keer)

Groet, Jan

 

sonja op 09 juni 2010 om 14:48

Oooooooooooooooh, vandaar dat u zei dat u vraag B en C zou omwisselen.

Want als je weet dat er versterking optreedt bij C dat er dan ook versterking zou moeten optreden aan de overkant van A.

Dat er dan 6 aan de ene kant van x passen en 6 aan de andere kant komt door die 6,55λ. Dus in totaal 13 buiklijnen.

Meneer het klopt toch wel wat i khad dat er om de 1/2 λ weer constructieve interferentie was?

Maar hoe zou ik dat in een keer kunnen berekenen, dus zonder logisch redeneren(dat kost meer tijd).

 

 

Jan op 10 juni 2010 om 16:43

Dag Sonja,

Een berekening is een weerslag van een redenering. Je komt dus niet tot een berekening in dit soort situaties zonder een redenering. Pas als je doorhebt hoe de situatie in elkaar steekt kun je eens een handige vergelijking gaan opstellen. Nu ben je echt met natuurkunde bovenbouw bezig.

Dat sommetje maakte je eerder, maar volgens mij eigenlijk meer uit nood, zo van, laat ik eens wat getalletjes door elkaar delen in de hoop dat het ergens op slaat.

Redenerend komen er van die momenten dat kwartjes vallen:

Oooooooooooooooh, vandaar dat u zei dat u vraag B en C zou omwisselen.

Dat is een teken dat je het doorhebt. Al redenerende zie je wél dat BX en AX steeds evenwijdiger gaan lopen,  en dán komt je sommetje dat je eerder maakt blijkbaar van pas. Want dan zie je ook dat ze  nooit meer dan AB/λ = 1,5/0,23 = 6,5 golflengten van elkaar kunnen verschillen. Dus zijn er aan weerszijden maximaal 6 van die versterkingspunten, en nog eentje in het midden.

Heb je zo eens een paar van die redeneringen opgesteld, dan leer je zoeken achter de logica van elke situatie die ze voor je neus kunnen leggen, en vind je die logica ook vlot. (en niet alleen in natuurkunde, dat soort denkpaden zijn ook in taalkundige vakken toepasbaar)

Dus, niet te bang zijn voor redeneringen. Dát moet juist de kracht van een VWO-er zijn, welke richting ook.

Groet, Jan

sonja op 11 juni 2010 om 20:23

Ik meot u nu echt gaan bedanken, want u hebt een soort licht verspreidt over natuurkunde.

Ik had vandaag mijn natuurkunde schoolexamen, en ik redeneerde,zoals u het zei. Dus met  een gelijkbenige driehoek, faseverschil=0 en dan aan weerszijden de versterkingen.

Het heeft echt geholpen!

 

Groeten Sonja

 

Jan op 11 juni 2010 om 23:31

Graag gedaan, succes verder, en wie weet nog eens tot "ziens" hier.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vijf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)