De dieptemeter en echo’s

Als je aan het varen bent kun je op verschillende manieren de diepte meten. We gaan bekijken wat de handigste manier is van meten en hoe dat werkt. De simpelste manier is een stok in het water doen met een meetlint eraan. Dit werkt goed en is precies. Je kunt alleen niet dieper meten dan de lengte van de stok, als je een stok hebt van 1,5meter dan kun je water dat 1,78meter diep is niet meten. Daarbij moet je dan steeds met die stok in het water om de diepte te meten.

tape-measure-145397_640depth-gauge-621686_640

Er is een andere, handigere manier om de diepte te meten. Dat is met een “echolood” (de link gaat naar Wikipedia). Deze apparaten worden op schepen gebruikt om de waterdiepte te meten. Hoe werkt zo’n apparaatje en hoe kun je deze het beste begrijpen?

Een echolood zendt een geluidssignaal uit, Als hij het signaal verzendt dan begint er een timer/stopwatch te lopen die de tijd meet. Dat signaal gaat naar de bodem en wordt weer teruggekaatst. Dit noem je een “echo”. Die echo komt weer terug bij je echolood, dan stopt de timer/stopwatch weer en weet het apparaatje de tijd dat het geluid erover doet om van het schip, naar de bodem en weer terug te komen.

Dan heb je genoeg gegevens om te berekenen hoe diep het is. Je hebt namelijk twee dingen nodig om een berekening te kunnen doen. Dat is de snelheid van geluid door water en de tijd. Bijvoorbeeld:

Een echolood zendt een geluidssignaal af en dat geluid vangt hij na 0,006s (seconde) weer op. De timer/stopwatch moet erg precies de tijd bij houden want het gaat om hele korte tijden, dit komt omdat geluid 1500m/s (meter per seconde) gaat onder water.

Als je de gegevens bekijkt kun je de diepte in het voorbeeld berekenen. Dit doe je door de formule te gebruiken:

Afstand = snelheid x tijd: we vullen dus in: Afstand = 1500m/s x 0,006s –> 1500 keer 0,006 is 9meter. De diepte is dan de helft, namelijk 4,5meter. Dit komt omdat je de tijd hebt van het schip, naar de bodem en weer terug. Je moet daarom voor alleen de diepte (alleen naar de bodem) de uitkomst delen door 2 (de helft dus).

Bij echo’s werkt dit hetzelfde. Het enige verschil met echo’s boven water is de snelheid van het geluid. De snelheid van geluid is in water namelijk 1500m/s en boven water, door lucht, is dat 343m/s.

Een voorbeeldje met lucht. Je staat bij een diepe put, je wilt graag weten hoe diep deze is. Dit kun je met behulp van de formule van net berekenen (afstand = snelheid x tijd). Welke stappen moet je volgen om dit te berekenen:

  1. Je schreeuwt in de put en drukt tegelijk de stopwatch aan.
  2. Je wacht tot de echo terug komt en drukt de stopwatch weer uit.
  3. Je gebruikt de formule

Stel dat je stopwatch 0,3s (seconden) aangeeft. Je kunt dan met de formule afstand = snelheid x tijd de diepte uitrekenen. De snelheid van geluid door lucht is 343m/s en de tijd is 0,3s. Je vult de formule in –> afstand = 343m/s x 0,3s –> 343 keer 0,3 is 102,9meter. De diepte is dan de helft, namelijk 51,45meter. Dit komt omdat je de tijd hebt vanaf jou, naar de bodem en weer terug naar jou. Je moet daarom voor alleen de diepte (alleen naar de bodem) de uitkomst delen door 2 (de helft dus).

Op Youtube nog een handig filmpje met een echo berekening: https://youtu.be/ji6csc4Cv90?t=9m27s

De formule hoef je niet zelf te onthouden, je moet hem wel begrijpen en kunnen gebruiken!