Rychlostzzvuk jak rychle zvuková vlna je schopen se šířit vesmírem. Závisí to na médiu, ve kterém se tato vlna šíří, ale také na dalších faktorech s ní souvisejících, jako např teplota a tlak.
Na zvukové vlny mohou procházet lomem při průchodu médii s různými pružnostmi, čímž trpí změnami rychlosti. Například v pevných médiích se zvuk šíří mnohem rychleji než v plynných nebo kapalných médiích.
Podívejte se také: Intenzita, zabarvení a výška - vlastnosti, které odlišují zvuky
Jak se počítá rychlost zvuku?
Rychlost zvuku lze vypočítat z vašeho délkavmávat a frekvence, stejně jako u jakéhokoli typu vlny, bez ohledu na to klasifikace.
Vzorec použitý pro vypočítatrychlostvpropagace zvukové vlny je následující:
proti - rychlost šíření (m / s)
λ - vlnová délka (m)
F - frekvence (Hz)
Rychlost zvuku však lze určit z jiných faktorů, jako je teplota vzduchu. K tomu je možné provést výpočet, při kterém se tato rychlost počítá z následujícího vzorce:
Chcete-li použít tento vzorec, který spojuje rychlost šíření zvuku s teplotou vzduchu, je to je nutné provést rozdělení mezi okolními teplotami a teplotou 0 ° C, měřeno v kelvin. Pak je nutné extrahovat žábaiz náměstíThe získaného výsledku a vynásobte je faktorem 331,45. Tímto způsobem je možné s vysokou přesností odhadnout rychlost zvuku na hladině moře pro různé teploty.
Udělejme si příklad, ve kterém chceme odhadnout rychlost šíření zvuku na hladině moře při teplotě 25 ° C (přibližně 298,15 K). Hodinky:
Následující tabulka uvádí rychlost šíření zvuku s některými teplotami vzduchu, vše měřeno na úrovni moře. Hodinky:
Teplota (° C) |
Rychlost zvuku (m / s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Rychlost šíření zvuku se také liší podle výšky, ve které se zvuk šíří ve vztahu k hladině moře. V té době a při teplotě 25 ° C se zvukové vlny šíří rychlostí přibližně 337 m / s nebo 1216 km / h. Když však zvýšíme nadmořskou výšku vzhledem k této úrovni, hodnota hustota vzduchu klesá, což způsobí, že se zvuk šíří relativně nižší rychlostí.
Podívejte se také: Dopplerův jev - jev, který vysvětluje změnu zvukové frekvence, když jsme v pohybu
Zvukové charakteristiky
Zvukové charakteristiky jsou vlastnosti, které nám umožňují identifikovat různé zvuky. Zvuk má tři charakteristiky: intenzita,výška a hlavičkový papír.
- Intenzita zvuku: odkazuje na „hlasitost“ zvuku.
- Výška: souvisí s frekvencí zvuku.
- Zabarvení: týká se tvaru zvukových vln i způsobu, jakým vibruje zdroj zvukových vln.
Chcete se o tématu dozvědět více? Přístup k našemu textu o zvukové vlastnosti.
Rychlost zvuku v různých médiích
Jak jsme řekli, rychlost zvuku se velmi liší podle média, ve kterém se šíří. Při přechodu z jednoho média na druhé si zvuk zachovává svůj frekvencebeze změny, nicméně vaše změny vlnové délky, stejně jako jeho rychlost šíření. Podívejte se na tabulku, která uvádí rychlost zvuku v různých médiích.
Docela |
Rychlost zvuku (m / s) |
Hliník |
6420 |
Žehlička |
5960 |
Čistá voda |
1498 |
Mořská voda |
1531 |
Kyslík |
316 |
Analýzou předchozí tabulky je možné vidět přímá závislost mezirychlostzzvuk a hustota médium, ve kterém se zvuk šíří. Všimněte si rozdílu mezi rychlostmi šíření zvuku v čisté vodě a mořské vodě, který obsahuje velké množství zředěných solí, a je proto hustší než destilovaná voda.
Hustota média, ve kterém se zvuk šíří, přímo ovlivňuje jeho rychlost šíření. To je způsobeno blízkostí mezi sousedními molekulami, která je běžnější v hustších fyzických médiích, jako jsou pevné látky obecně. V těchto médiích jsou vibrace produkované zvukovými vlnami přenášeny rychleji.
Dalším určujícím faktorem pro rychlost zvuku je pružnost prostřední. Tato vlastnost se týká schopnosti přenášet vibrace prostřednictvím srážek mezi molekulami bez významných ztrát energie.
Přečtěte si také: 5 věcí, které potřebujete vědět o zvukových vlnách
Zvuková bariéra
Zvuková bariéra je termín používaný ve vztahu k rázová vlna způsobená nábytkem, který se pohybuje rychleji než jeho vlastní zvuk. V okamžiku, kdy tělo dosáhne rychlosti zvuku, zvukové vlny, které vytváří, se pohybují spolu s tělem, takže se před nábytkem vytvoří velká tlaková zóna.
zvuková bariéra je viditelný, protože kapky vody rozptýlené ve vzduchu kondenzují, kvůli velkému tlaku kolem vás. Kromě toho může zvuková bariéra poskytnout skvělé odpor pro mobil, takže pokud jej rychle nepředjíždí, nebude schopen dosáhnout nadzvukových rychlostí.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm
