Havo Katern B Uitwerkingen
B.1 De bouw en werking van het oor
Opgave 1
a 1: hamer
2: aambeeld
3: stijgbeugel
4: trommelvlies
5: buis van Eustachius
6: slakkenhuis
7: evenwichtsorgaan
b orgaan van Corti
c Een trilling laat het basilair membraan op bepaalde plaatsen ten opzichte van het dakmembraan
bewegen. De erbij behorende haarcellen gaan buigen. Via de gehoorzenuw gaat dan een signaal
naar het gehoorcentrum in de hersenen. De plaats van de haarcellen is een maat voor de frequentie
van het geluid. De sterkte van de buiging is een maat voor de hardheid van het geluid.
Opgave 2
a Daalt een vliegtuig dan neemt de druk toe. Hierdoor ontstaat een drukverschil tussen je buitenoor en
het middenoor waardoor het minder goed reageert op geluidstrillingen. Je hoort dan minder goed.
Door te slikken opent de buis van Eustachius even en wordt het drukevenwicht hersteld.
b Pijn aan je oren krijg je als het drukverschil te groot wordt.
Opgave 3
a Het tijdverschil bereken je met het weglengteverschil en de geluidssnelheid.
s=v∙t
s = 1 cm = 0,01 m
v = 343 m/s
0,01 = 343 × t
t = 2,9∙10−5 s
Afgerond: t = 3∙10−5 s
b De minimale frequentie bereken je met de geluidsnelheid en de golflengte.
De golflengte is gelijk aan de afmeting van het hoofd van Andrew.
v=f∙λ
v = 343 m/s
λ = 0,17 m
343 = f 0,17
f = 2017 Hz
Afgerond: f = 2,0 kHz
Opgave 4
a Het membraan is aan het begin stug. Een stugge veer heeft een grote veerconstante, dus het
membraan ook.
b Het membraan is aan het eind breder dan aan het begin. Dus de massa van het membraan heeft
aan het eind een hogere waarde dan aan het begin.
c De massa bereken je met de veerconstante en de trillingstijd.
De trillingstijd bereken je met de frequentie.
De veerconstante bepaal je met behulp van figuur B.12 in het katern.
m
T 2
C
1 1
T 3,33 10 4 s
f 3, 0 103
C = 500 N/m (Aflezen bij 5,0 mm = 0,005 m)
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 18
,Havo Katern B Uitwerkingen
m
3,33 10 4 2π
500
m = 1,407∙10−6 kg
Afgerond: m = 1,4∙10−6 kg
Opgave 5
a De druk op het ovale venster bereken je met de kracht en de oppervlakte van het ovale venster.
De oppervlakte van het ovale venster bereken je met de diameter.
De kracht op het ovale venster bereken je met de druk op het trommelvlies en de oppervlakte van
het trommelvlies.
De oppervlakte van het trommelvlies bereken je met de diameter van het trommelvlies.
Ftrommelvlies
ptrommelvlies
Atrommelvlies
ptrommelvlies = 0,2 N/m2
Atrommelvlies 14 πd 2 14 π(9 10 3 ) 2 6,36 10 5 m 2
Ftrommelvlies
0, 2
6,36 10 5
Ftrommelvlies = 1,27∙10−5 N
Fovale venster
povale venster
Aovale venster
Fovale venster = Ftrommelvlies
Atrommelvlies 14 πd 2 14 π(2 10 3 ) 2 3,14 10 6 m 2
1, 27 10 5 N
povale venster 4, 049 2
3,14 10 6 m
Afgerond: p = 4 N/m2
b De druk bereken je met de kracht en de oppervlakte.
Fovale venster
povale venster
Aovale venster
De kracht wordt 1,3 x zo groot. De oppervlakte verandert niet.
De druk wordt dus 1,3 x zo groot als bij vraag 3a.
povale venster = 1,3 4 = 5,2 N/m2.
Afgerond: 5 N/m2
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 18
, Havo Katern B Uitwerkingen
B.2 Het gehoor
Opgave 6
a Nee: in figuur B.14 op pagina 12 zie je dat de pijngrens niet bij alle frequenties dezelfde waarde
heeft.
b De geluidsintensiteit bereken je met de formule voor de intensiteit volgens kwadratenwet.
Pbron
I
4πr 2
De afstand wordt drie keer zo groot, dus de noemer wordt 9 keer zo groot.
De geluidsintensiteit I wordt dan 9 keer zo klein.
Opgave 7
Een geluid hoor je als in figuur B.17 op pagina 14 de geluidsintensiteit (geluidsintensiteitsniveau) bij een
frequentie boven de gehoordrempel ligt en binnen de gehoorgrenzen.
In figuur B.1 is bij drie frequenties de geluidsintensiteit van 10 −11 W/m2 (= 10 dB) aangeven.
Figuur B.1
100 Hz kun je niet horen, want de geluidsintensiteit ligt onder de gehoordrempel.
1 kHz kun je horen want de geluidsintensiteit ligt boven de gehoordrempel.
10 kHz kun je net horen want de geluidsintensiteit ligt op de gehoordrempel.
100 kHz valt buiten de gehoorgrenzen, dus kun je niet horen.
Opgave 8
a Zie BINAS tabel 15D
Geanimeerd gesprek 10−6 W m2
Passerende trein 10−3 W m2
10 3
6
103
De geluidsintensiteit is 10 keer zo groot.
90
1,5
b Het geluidsdrukniveau is 60 keer zo groot.
c Vraag a, omdat de geluidsintensiteit de reële waarde aangeeft.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 18
B.1 De bouw en werking van het oor
Opgave 1
a 1: hamer
2: aambeeld
3: stijgbeugel
4: trommelvlies
5: buis van Eustachius
6: slakkenhuis
7: evenwichtsorgaan
b orgaan van Corti
c Een trilling laat het basilair membraan op bepaalde plaatsen ten opzichte van het dakmembraan
bewegen. De erbij behorende haarcellen gaan buigen. Via de gehoorzenuw gaat dan een signaal
naar het gehoorcentrum in de hersenen. De plaats van de haarcellen is een maat voor de frequentie
van het geluid. De sterkte van de buiging is een maat voor de hardheid van het geluid.
Opgave 2
a Daalt een vliegtuig dan neemt de druk toe. Hierdoor ontstaat een drukverschil tussen je buitenoor en
het middenoor waardoor het minder goed reageert op geluidstrillingen. Je hoort dan minder goed.
Door te slikken opent de buis van Eustachius even en wordt het drukevenwicht hersteld.
b Pijn aan je oren krijg je als het drukverschil te groot wordt.
Opgave 3
a Het tijdverschil bereken je met het weglengteverschil en de geluidssnelheid.
s=v∙t
s = 1 cm = 0,01 m
v = 343 m/s
0,01 = 343 × t
t = 2,9∙10−5 s
Afgerond: t = 3∙10−5 s
b De minimale frequentie bereken je met de geluidsnelheid en de golflengte.
De golflengte is gelijk aan de afmeting van het hoofd van Andrew.
v=f∙λ
v = 343 m/s
λ = 0,17 m
343 = f 0,17
f = 2017 Hz
Afgerond: f = 2,0 kHz
Opgave 4
a Het membraan is aan het begin stug. Een stugge veer heeft een grote veerconstante, dus het
membraan ook.
b Het membraan is aan het eind breder dan aan het begin. Dus de massa van het membraan heeft
aan het eind een hogere waarde dan aan het begin.
c De massa bereken je met de veerconstante en de trillingstijd.
De trillingstijd bereken je met de frequentie.
De veerconstante bepaal je met behulp van figuur B.12 in het katern.
m
T 2
C
1 1
T 3,33 10 4 s
f 3, 0 103
C = 500 N/m (Aflezen bij 5,0 mm = 0,005 m)
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 18
,Havo Katern B Uitwerkingen
m
3,33 10 4 2π
500
m = 1,407∙10−6 kg
Afgerond: m = 1,4∙10−6 kg
Opgave 5
a De druk op het ovale venster bereken je met de kracht en de oppervlakte van het ovale venster.
De oppervlakte van het ovale venster bereken je met de diameter.
De kracht op het ovale venster bereken je met de druk op het trommelvlies en de oppervlakte van
het trommelvlies.
De oppervlakte van het trommelvlies bereken je met de diameter van het trommelvlies.
Ftrommelvlies
ptrommelvlies
Atrommelvlies
ptrommelvlies = 0,2 N/m2
Atrommelvlies 14 πd 2 14 π(9 10 3 ) 2 6,36 10 5 m 2
Ftrommelvlies
0, 2
6,36 10 5
Ftrommelvlies = 1,27∙10−5 N
Fovale venster
povale venster
Aovale venster
Fovale venster = Ftrommelvlies
Atrommelvlies 14 πd 2 14 π(2 10 3 ) 2 3,14 10 6 m 2
1, 27 10 5 N
povale venster 4, 049 2
3,14 10 6 m
Afgerond: p = 4 N/m2
b De druk bereken je met de kracht en de oppervlakte.
Fovale venster
povale venster
Aovale venster
De kracht wordt 1,3 x zo groot. De oppervlakte verandert niet.
De druk wordt dus 1,3 x zo groot als bij vraag 3a.
povale venster = 1,3 4 = 5,2 N/m2.
Afgerond: 5 N/m2
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 18
, Havo Katern B Uitwerkingen
B.2 Het gehoor
Opgave 6
a Nee: in figuur B.14 op pagina 12 zie je dat de pijngrens niet bij alle frequenties dezelfde waarde
heeft.
b De geluidsintensiteit bereken je met de formule voor de intensiteit volgens kwadratenwet.
Pbron
I
4πr 2
De afstand wordt drie keer zo groot, dus de noemer wordt 9 keer zo groot.
De geluidsintensiteit I wordt dan 9 keer zo klein.
Opgave 7
Een geluid hoor je als in figuur B.17 op pagina 14 de geluidsintensiteit (geluidsintensiteitsniveau) bij een
frequentie boven de gehoordrempel ligt en binnen de gehoorgrenzen.
In figuur B.1 is bij drie frequenties de geluidsintensiteit van 10 −11 W/m2 (= 10 dB) aangeven.
Figuur B.1
100 Hz kun je niet horen, want de geluidsintensiteit ligt onder de gehoordrempel.
1 kHz kun je horen want de geluidsintensiteit ligt boven de gehoordrempel.
10 kHz kun je net horen want de geluidsintensiteit ligt op de gehoordrempel.
100 kHz valt buiten de gehoorgrenzen, dus kun je niet horen.
Opgave 8
a Zie BINAS tabel 15D
Geanimeerd gesprek 10−6 W m2
Passerende trein 10−3 W m2
10 3
6
103
De geluidsintensiteit is 10 keer zo groot.
90
1,5
b Het geluidsdrukniveau is 60 keer zo groot.
c Vraag a, omdat de geluidsintensiteit de reële waarde aangeeft.
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 18
