Fysica/Trillingen: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 1:
==
Een trilling is een periodiek herhaalde beweging. Dit wil zeggen dat eenzelfde beweging zich dezelfde manier en op vaste tijdsstippen herhaalt. Een trilling wordt vaak veroorzaakt door de verstoring van een stabiele evenwichtsituatie.
Enkele voorbeelden van een trillend systeem:
* Een massa op een veer die in beweging is gebracht
* Een slinger in een klok
* Geluid kan gezien worden als een trilling in de lucht.
{{Formule|
*frequentie (f): Het aantal trillingen uitgevoerd per seconde (Hz)▼
*periode (T): De tijd nodig om één volledige trilling uit te voeren (s)▼
|grootheden=
▲:<math>T = \frac{1}{f}</math>
}}
*amplitude (A): De grootte van de uitwijking (m)
*pulsatie (ω): De snelheid waarmee de trilling wordt uitgevoerd (rad/s)
Regel 74 ⟶ 80:
:<math>a = \frac {d(A\omega \cos {\omega t})}{dt} = - A \omega^2 \sin {\omega t}</math>
|}
Zoals je ziet lijkt de vorm van de snelheid en de versnelling sterk op die van de verplaatsing. Ze bezitten ook dezelfde frequentie. De verplaatsing en de versnelling zijn met elkaar in tegenfase (dat wil zeggen dat als de versnelling positief is, de verplaatsing negatief is en omgekeerd. De snelheid en de verplaatsing zijn 90 graden uit fase. De snelheid bereikt zijn maximum als de verplaatsing nul is.
Dit is te aanschouwelijk te maken aan de trillingsbeweging van een slinger, zoals een schommel. De snelheid van de schommel is maximaal als de schommel door de middenpositie gaat (de uitwijking is daar nul). De snelheid is echter gelijk aan nul als de schommel in een uiteinde staat (de uitwijking is daar maximaal). Op dat punt keert de snelheid ook van teken om (de grafiek van de snelheid gaat door nul).
====grafische voorstelling van trillingen====
In de natuur vind je verschillende soorten golven terug.
====Longitudinale en transversale golven====▼
* Geluidsgolven
* Golven van de zee
* Golf in een touw
* Lichtgolven
Sommige golven hebben een medium nodig om zich voort tee planten: watergolven planten zich voort in water, geluidsgolven planten zich voort in de lucht,...
Licht is ook een soort golf. Het is een '''elektromagnetische golven'''. De golflengte bepaalt de kleur van het licht.
[[Afbeelding:Spectrum4websiteEval.png|thumb|center|400px|Spectrum van zichtbaar licht van 400 tot 700 nanometer]]
Licht is maar een deel van het spectrum van elektromagnetische golven. Tot dit spectrum behoren in volgorde radiogolven, microgolven, infraroodgolven, zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstraling en gammastraling.
Het bijzondere van elektromagnetische golven is dat er geen medium nodig is waarin de golven zich voortplanten. In tegenstelling tot geluid bijvoorbeeld, dat zich niet in een vacuüm kan voortplanten, kan licht zich prima door een verder totaal lege ruimte voortbewegen. Elektromagnetische golven planten zich in het luchtledige voort met een snelheid van 300 000 km/s.
* transfersale golven: De richting waarin de golf uitwijkt staat loodrecht op de voortplantingsrichting
* longitudinale golven: De richting waarin de golf uitwijkt is dezelfde als de voortplantingsrichting
Elektromagnetische golven gedragen zich als transversale golven.
===Lopende golven===
De golflengte is de afstand tussen twee toppen van een golf. Er is een directe relatie tussen golflengte en frequentie:
{{Formule|
|formule=<math>\lambda = \frac {v}{f}</math>
|grootheden=
* '''λ''': de golflengte (m)
* '''v''': de voortplantingsnelheid van de golf (m/s)
* '''f''': de frequentie van het golfverschijnsel (Hz)
}}
===Ontstaan===
===bewegingsvergelijking van een eendimensionale golf===
{{Formule|
|formule=<math>y=A \sin (\omega t - kx)</math>
|grootheden=
* '''A''': de amplitude (m)
* '''ω''': de pulsatie of hoeksnelheid (rad/s)
* '''t''': de tijd (s)
* '''k''': het golfgetal
* '''x''': de afgelegde weg (m)
}}
===energie van een golf===
===eigenschappen van golven===
====terugkaatsing====
====buiging====
====interferentie====
====breking====
===Lichtgolven===
====Interferentie====
====Buiging====
====Polarisatie====
{{Vragen|
|vragen=
* Een zeegolf verplaatst zich in 3 seconden over een afstand van 20 meter. De afstand tussen twee opeenvolgende golftoppen is 4 meter. Bereken de frequentie waarmee een stilliggend bootje op en neer beweegt.
* Een man in de bergen roept en hoort na 4 seconden zijn echo terugkomen. Bereken de afstand tussen man en de bergwand waarop de golf is weerkaatst.
}}
====Staande golven====
Met een staande golf wordt bedoeld een golf waarbij de locaties van de knopen (geen amplitude) en buiken (maximale amplitude) een vaste plek in de ruimte hebben. Dit in tegenstelling tot een lopende golf.
| |||