Nopeus/ääni on kuinka nopeasti a ääniaalto pystyy etenemään avaruudessa. Se riippuu väliaineesta, jossa tämä aalto etenee, mutta myös muista siihen liittyvistä tekijöistä, kuten lämpötila ja paine.
Klo ääniaallot ne voivat mennä taittumaan kulkiessaan eri joustavuusalustojen läpi kärsimällä siten nopeuden muutoksista. Esimerkiksi kiinteässä väliaineessa ääni etenee paljon nopeammin kuin kaasumaisessa tai nestemäisessä väliaineessa.
Katso myös: Voimakkuus, sävy ja korkeus - ominaisuudet, jotka erottavat äänet
Kuinka äänen nopeus lasketaan?
Äänen nopeus voidaan laskea pituussisäänAalto ja taajuus, kuten minkä tahansa tyyppisen aallon kohdalla, riippumatta sen aallosta luokitus.
Käytetty kaava laskeanopeussisääneteneminen ääniaallon ääni on seuraava:
v - etenemisnopeus (m / s)
λ - aallonpituus (m)
f - taajuus (Hz)
Äänen nopeus voidaan kuitenkin määrittää muista tekijöistä, kuten ilman lämpötilasta. Tätä varten on mahdollista tehdä laskelma, jossa tämä nopeus lasketaan seuraavasta kaavasta:
Tämän kaavan käyttäminen, joka suhteuttaa äänen etenemisnopeuden ilman lämpötilaan, on on tarpeen ympäristön lämpötilan ja 0 ° C: n lämpötilan jakamiseksi, molemmat mitattuna kelvin. Sitten on tarpeen uuttaa sammakkoiz neliö saatu tulos ja kerro se kertoimella 331,45. Tällöin on mahdollista arvioida hyvällä tarkkuudella äänen nopeus merenpinnalla eri lämpötiloissa.
Tehdään esimerkki, jossa haluamme arvioida äänen etenemisnopeuden merenpinnalla lämpötilassa 25 ºC (noin 298,15 K). Katsella:
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Seuraavassa taulukossa luetellaan äänen etenemisnopeus joidenkin ilman lämpötilojen kanssa, mitattuna merenpinnasta. Katsella:
Lämpötila (° C) |
Äänen nopeus (m / s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Äänen etenemisnopeus vaihtelee myös sen mukaan, missä korkeudessa ääni etenee suhteessa merenpintaan. Tuolloin ja 25 ° C: n lämpötilassa ääniaallot etenevät nopeudella noin 337 m / s tai 1216 km / h. Kuitenkin, kun kasvatamme korkeustamme suhteessa tähän tasoon, tiheys ilman vähenee aiheuttaen äänen liikkumisen suhteellisen hitailla nopeuksilla.
Katso myös: Doppler-ilmiö - ilmiö, joka selittää äänen taajuuden muutoksen liikkuessamme
Ääniominaisuudet
Ääniominaisuudet ovat ominaisuuksia, joiden avulla voimme tunnistaa eri äänet. Äänellä on kolme ominaisuutta: intensiteetti,korkeus ja kirjelomakkeet.
- Äänen voimakkuus: viittaa äänen "voimakkuuteen".
- Korkeus: liittyy äänen taajuuteen.
- Timbre: liittyy ääniaaltojen muotoon sekä ääniaaltojen lähteen värähtelyyn.
Haluatko tietää enemmän aiheesta? Pääset käsiksi äänen ominaisuudet.
Äänen nopeus eri medioissa
Kuten sanoimme, äänen nopeus vaihtelee paljon riippuen väliaineesta, jossa se etenee. Kun siirrytään mediasta toiseen, ääni säilyy taajuusmuuttumattomana, kuitenkin sinun aallonpituuden muutokset, samoin kuin sen etenemisnopeus. Katso taulukko, jossa luetellaan äänen nopeus eri medioissa.
Melko |
Äänen nopeus (m / s) |
Alumiini |
6420 |
Rauta |
5960 |
Puhdas vesi |
1498 |
Merivesi |
1531 |
Happi |
316 |
Analysoimalla edellistä taulukkoa, on mahdollista nähdä suora riippuvuusnopeus/ääni ja tiheys väliaine, jossa ääni etenee. Huomaa nopeuksien välinen ero äänen eteneminen puhtaassa vedessä ja merivedessä, jossa on suuri määrä laimennettuja suoloja ja joka on tiheämpi kuin tislattu vesi.
Välineen tiheys, jossa ääni kulkee, vaikuttaa suoraan sen etenemisnopeuteen. Tämä johtuu naapurimolekyylien läheisyydestä, joka on yleisempää tiheämmässä fyysisessä väliaineessa, kuten kiinteät aineet yleensä. Näissä väliaineissa ääniaaltojen tuottama tärinä välittyy nopeammin.
Toinen äänen nopeuden määräävä tekijä on joustavuus keskimmäinen. Tämä ominaisuus koskee kykyä siirtää tärinää molekyylien törmäysten kautta ilman merkittäviä energiahäviöitä.
Lue myös: 5 asiaa, jotka sinun on tiedettävä ääniaalloista
Äänivalli
Ääniestettä käytetään termiin viitaten iskuaalto, jonka tuottaa huonekalu, joka liikkuu nopeammin kuin oma ääni. Kun keho saavuttaa äänen nopeuden, sen tuottamat ääniaallot liikkuvat kehon mukana, joten huonekalujen eteen muodostuu suuri painevyöhyke.
ääniesteen on näkyvissä, koska ilmassa hajaantuneet vesipisarat tiivistyvät, ympärilläsi olevan suuren paineen vuoksi. Lisäksi äänieste voi tarjota suuren vastus matkapuhelimelle, joten jos se ei ohita sitä nopeasti, se ei voi saavuttaa yliäänenopeutta.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
HELERBROCK, Rafael. "Äänen nopeus"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
