Ātrumsgadaskaņu ir tas, cik ātri a skaņu vilnis spēj izplatīties pa kosmosu. Tas ir atkarīgs no barotnes, kurā šis vilnis izplatās, bet arī no citiem ar to saistītiem faktoriem, piemēram, temperatūra un spiediens.
Plkst skaņas viļņi tie var iziet cauri, šķērsojot dažādas elastības barotnes, tādējādi ciešot ātruma izmaiņas. Piemēram, cietā vidē skaņa izplatās daudz ātrāk nekā gāzveida vai šķidrā vidē.
Skatīt arī: Intensitāte, tembrs un augstums - īpašības, kas atšķir skaņas
Kā tiek aprēķināts skaņas ātrums?
Skaņas ātrumu var aprēķināt pēc jūsu garumsiekšāvilnis un biežums, tāpat kā jebkura veida viļņiem neatkarīgi no tā klasifikācija.
Formula, ko izmanto aprēķinātātrumsiekšāpavairošana skaņas viļņa vērtība ir šāda:
v - izplatīšanās ātrums (m / s)
λ - viļņa garums (m)
f - frekvence (Hz)
Tomēr skaņas ātrumu var noteikt pēc citiem faktoriem, piemēram, gaisa temperatūras. Šim nolūkam ir iespējams veikt aprēķinu, kurā šo ātrumu aprēķina pēc šādas formulas:
Lai izmantotu šo formulu, kas skaņas izplatīšanās ātrumu saista ar gaisa temperatūru, tā ir nepieciešams, lai sadalītu apkārtējās vides temperatūru un 0 ° C temperatūru, abus mērot kelvins. Tad nepieciešams ekstrahēt vardeiz kvadrātsThe iegūtā rezultāta un reiziniet to ar koeficientu 331.45. To darot, ir iespējams precīzi novērtēt skaņas ātrumu jūras līmenī dažādām temperatūrām.
Izdarīsim piemēru, kurā mēs vēlamies novērtēt skaņas izplatīšanās ātrumu jūras līmenī 25 ° C temperatūrā (aptuveni 298,15 K). Skatīties:
Šajā tabulā ir uzskaitīts skaņas izplatīšanās ātrums ar dažām gaisa temperatūrām, kuras mēra jūras līmenī. Skatīties:
Temperatūra (° C) |
Skaņas ātrums (m / s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Skaņas izplatīšanās ātrums mainās arī atkarībā no skaņas izplatīšanās augstuma attiecībā pret jūras līmeni. Tajā laikā un 25 ° C temperatūrā skaņas viļņi izplatās ar ātrumu aptuveni 337 m / s vai 1216 km / h. Tomēr, palielinot augstumu attiecībā pret šo līmeni, blīvums gaisa daudzums samazinās, izraisot skaņas pārvietošanos salīdzinoši lēnākā ātrumā.
Skatīt arī: Doplera efekts - parādība, kas izskaidro skaņas frekvences izmaiņas, kad mēs esam kustībā
Skaņas raksturojums
Skaņas īpašības ir īpašības, kas ļauj identificēt dažādas skaņas. Skaņai ir trīs īpašības: intensitāte,augstums un veidlapas.
- Skaņas intensitāte: attiecas uz skaņas “apjomu”.
- Augstums: ir saistīts ar skaņas biežumu.
- Timbre: attiecas uz skaņas viļņu formu, kā arī uz to, kā vibrē skaņas viļņu avots.
Vai vēlaties uzzināt vairāk par šo tēmu? Piekļūstiet mūsu tekstam par skaņas raksturojums.
Skaņas ātrums dažādos plašsaziņas līdzekļos
Kā mēs teicām, skaņas ātrums ir ļoti atšķirīgs atkarībā no barotnes, kurā tā izplatās. Pārejot no viena nesēja uz citu, skaņa saglabā savu biežumsnemainīgs, tomēr jūsu viļņa garuma izmaiņas, kā arī tā izplatīšanās ātrumu. Apskatiet tabulu, kurā ir norādīts skaņas ātrums dažādos plašsaziņas līdzekļos.
Diezgan |
Skaņas ātrums (m / s) |
Alumīnijs |
6420 |
Dzelzs |
5960 |
Tīrs ūdens |
1498 |
Jūras ūdens |
1531 |
Skābeklis |
316 |
Analizējot iepriekšējo tabulu, ir iespējams redzēt tieša atkarība starpātrumsgadaskaņu un blīvums barotne, kurā izplatās skaņa. Ievērojiet atšķirību starp ātrumiem skaņas izplatīšanās tīrā ūdenī un jūras ūdenī, kurā ir liels daudzums atšķaidītu sāļu, un tāpēc tas ir blīvāks par destilētu ūdeni.
Barotnes blīvums, kurā pārvietojas skaņa, tieši ietekmē tā izplatīšanās ātrumu. Tas ir saistīts ar tuvumu starp kaimiņu molekulām, kas biežāk sastopams blīvākos fiziskajos vidēs, piemēram, cietās daļās kopumā. Šajos nesējos skaņas viļņu radītās vibrācijas tiek pārraidītas ātrāk.
Vēl viens skaņas ātrumu noteicošais faktors ir elastība vidējais. Šī funkcija attiecas uz spēju pārraidīt vibrāciju, saduroties starp molekulām, bez ievērojamiem enerģijas zudumiem.
Lasīt arī: 5 lietas, kas jāzina par skaņas viļņiem
Skaņas barjera
Skaņas barjera ir termins, ko lieto, atsaucoties uz triecienvilnis, ko rada mēbele, kas pārvietojas ātrāk nekā paša skaņa. Brīdī, kad ķermenis sasniedz skaņas ātrumu, tā radītie skaņas viļņi pārvietojas kopā ar ķermeni, tāpēc mēbeļu priekšā izveidojas liela spiediena zona.
skaņas barjera ir redzams, jo gaisā izkaisītie ūdens pilieni kondensējas, lielā spiediena dēļ jums apkārt. Turklāt skaņas barjera var nodrošināt lielisku pretestība mobilajam, tāpēc, ja tas to ātri neapsteigs, tas nevarēs sasniegt virsskaņas ātrumu.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm
