Скоростназвук е колко бързо a звукова вълна е в състояние да се разпространява през космоса. Зависи от средата, в която се разпространява тази вълна, но също така и от други фактори, свързани с нея, като температура и натиск.
В звукови вълни те могат да претърпят пречупване при преминаване през среда с различна еластичност, като по този начин претърпяват промени в скоростта. Например в твърдата среда звукът се разпространява много по-бързо, отколкото в газообразната или течната среда.
Вижте също: Интензивност, тембър и височина - качествата, които отличават звуците
Как се изчислява скоростта на звука?
Скоростта на звука може да се изчисли от вашия дължинаввълна и честота, както при всеки тип вълна, независимо от нейната класификация.
Формулата, използвана за изчислетескороствразмножаване на звуковата вълна е както следва:
v - скорост на разпространение (m / s)
λ - дължина на вълната (m)
е - честота (Hz)
Скоростта на звука обаче може да се определи от други фактори като температурата на въздуха. За това е възможно да се направи изчисление, при което тази скорост се изчислява от следната формула:
За да се използва тази формула, която свързва скоростта на разпространение на звука с температурата на въздуха, е необходимо да се направи разделение между околната температура и температурата от 0 ° C, измерени в келвин. След това е необходимо да се извлече жабаiz квадратThe от получения резултат и го умножете по коефициента 331,45. По този начин е възможно да се оцени с добра прецизност скоростта на звука на морското равнище за различни температури.
Нека направим пример, където искаме да изчислим скоростта на разпространение на звука на морското равнище при температура 25 ºC (приблизително 298,15 K). Гледам:
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Следващата таблица изброява скоростта на разпространение на звука с някои температури на въздуха, всички измерени на морското равнище. Гледам:
Температура (° C) |
Скорост на звука (m / s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Скоростта на разпространение на звука също варира в зависимост от височината, на която се разпространява звукът спрямо морското равнище. По това време и при температура 25 ° C звуковите вълни се разпространяват със скорост приблизително 337 m / s или 1216 km / h. Когато обаче увеличим височината си спрямо това ниво, плътност на въздуха намалява, което кара звука да се движи с относително по-ниски скорости.
Вижте също: Доплеров ефект - явлението, което обяснява промяната в звуковата честота, когато сме в движение
Звукови характеристики
Звуковите характеристики са качествата, които ни позволяват да идентифицираме различни звуци. Звукът има три характеристики: интензивност,височина и бланка.
- Интензивност на звука: отнася се до „силата на звука“.
- Височина: свързана е с честотата на звука.
- Тембър: отнася се до формата на звуковите вълни, както и до това как източникът на звуковите вълни вибрира.
Искате ли да научите повече за темата? Достъп до нашия текст за звукови характеристики.
Скорост на звука в различни носители
Както казахме, скоростта на звука варира много в зависимост от средата, в която се разпространява. При преместване от една среда в друга, звукът запазва своето честотанепроменен, обаче вашият промени в дължината на вълната, както и скоростта му на разпространение. Вижте таблица, която изброява скоростта на звука в различни носители.
Съвсем |
Скорост на звука (m / s) |
Алуминий |
6420 |
Желязо |
5960 |
Чиста вода |
1498 |
Морска вода |
1531 |
Кислород |
316 |
Анализирайки предишната таблица, е възможно да видите пряка зависимост междускоростназвук и на плътност средата, в която се разпространява звукът. Обърнете внимание на разликата между скоростите на разпространение на звука в чиста вода и морска вода, който съдържа голямо количество разредени соли в себе си и следователно е по-плътен от дестилираната вода.
Плътността на средата, в която се движи звукът, пряко влияе върху скоростта на разпространението му. Това се дължи на близостта между съседни молекули, което е по-често в по-плътни физически среди, като твърди вещества като цяло. В тези среди вибрациите, произведени от звукови вълни, се предават по-бързо.
Друг определящ фактор за скоростта на звука е еластичност средният. Тази характеристика се отнася до способността да предава вибрации чрез сблъсъци между молекули без значителни загуби на енергия.
Прочетете и вие: 5 неща, които трябва да знаете за звуковите вълни
Звукова бариера
Звуковата бариера е терминът, използван по отношение на ударна вълна, произведена от мебел, която се движи по-бързо от собствения си звук. В момента, в който тялото достигне скоростта на звука, произвежданите от него звукови вълни се движат заедно с тялото, така че пред мебелите се образува голяма зона на натиск.
звуковата бариера се вижда, тъй като водните капчици, които са разпръснати във въздуха, се кондензират, поради големия натиск около вас. В допълнение, звуковата бариера може да осигури страхотно съпротива за мобилния телефон, така че ако не го изпревари бързо, той няма да може да достигне свръхзвукова скорост.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:
ХЕЛЕРБРОК, Рафаел. „Скорост на звука“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.
