Skaņas ātrums: aprēķins, atribūti, skaņas barjera

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, izejot caur dažādu elastību barotnēm, 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.

Skaņas ātrums ir tieši saistīts ar barotni, kurā skaņa izplatās.
Skaņas ātrums ir tieši saistīts ar barotni, kurā skaņa izplatās.

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, izmantojot citus faktorus, piemēram, gaisa temperatūru. 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.

Darīsim piemēru, kurā mēs vēlamies novērtēt skaņas izplatīšanās ātrumu jūras līmenī 25 ° C temperatūrā (aptuveni 298,15 K). Skatīties:

Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vēl vairāk;)

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 fiziskos 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.

Attēlā ir iespējams vizualizēt plakni, kas iet caur skaņas barjeru.
Attēlā ir iespējams vizualizēt plakni, kas iet caur skaņas barjeru.

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 nespēs sasniegt virsskaņas ātrumu.

Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs

Vai vēlaties atsaukties uz šo tekstu skolas vai akadēmiskajā darbā? Skaties:

HELERBROCK, Rafaels. "Skaņas ātrums"; Brazīlijas skola. Pieejams: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm. Piekļuve 2021. gada 27. jūnijam.

Elektriskā strāva: kas tas ir, veidi, formula, efekti

Elektriskā strāva: kas tas ir, veidi, formula, efekti

ķēdeelektrisks tas ir kustība elektriskie lādiņi, kā elektroni, kas notiek dažādu materiālu iekš...

read more

GeGeorg Simons Ohms. Georga Saimona Ohma dzīve

1787. gada 16. martā Erlangenā, Bavārijā (Vācija), dzimis fiziķis un matemātiķis Georgs Saimons O...

read more

Daļiņu detektori. Kas ir daļiņu detektori?

Pētot daļiņu fiziku, mēs sastopamies ar daļiņu paātrinātājiem. Šie paātrinātāji ir aprīkojums, k...

read more