Snelheidvangeluid is hoe snel een geluidsgolf zich door de ruimte kan voortplanten. Het hangt af van het medium waarin deze golf zich voortplant, maar ook van andere factoren die ermee verband houden, zoals: temperatuur- en druk.
Bij geluidsgolven ze kunnen breking ondergaan wanneer ze door media met verschillende elasticiteiten gaan, waardoor ze onderhevig zijn aan veranderingen in snelheid. In vaste media bijvoorbeeld plant geluid zich veel sneller voort dan in gasvormige of vloeibare media.
Zie ook: Intensiteit, timbre en hoogte - de kwaliteiten die de geluiden onderscheiden
Hoe wordt de geluidssnelheid berekend?
De geluidssnelheid kan worden berekend op basis van uw lengteinGolf en frequentie, zoals bij elk type golf, ongeacht zijn classificatie.
De formule die wordt gebruikt voor Bereken desnelheidinvoortplanting van de geluidsgolf is als volgt:
v – voortplantingssnelheid (m/s)
λ – golflengte (m)
f – frequentie (Hz)
De geluidssnelheid kan echter worden bepaald aan de hand van andere factoren, zoals de luchttemperatuur. Daarvoor is het mogelijk om een berekening te maken waarin deze snelheid wordt berekend uit de volgende formule:
Om deze formule te gebruiken, die de voortplantingssnelheid van geluid relateert aan de luchttemperatuur, is het: nodig om de scheiding te maken tussen de omgevingstemperaturen en de temperatuur van 0 °C, beide gemeten in kelvin. Dan is het nodig om de te extraheren kikkerikz vierkantDe van het verkregen resultaat en vermenigvuldig dit met de factor 331,45. Door dit te doen, is het mogelijk om met goede precisie de geluidssnelheid op zeeniveau in te schatten, voor verschillende temperaturen.
Laten we een voorbeeld doen waarin we de voortplantingssnelheid van geluid op zeeniveau willen schatten bij een temperatuur van 25 ºC (ongeveer 298,15 K). Kijk maar:
De volgende tabel geeft een overzicht van de voortplantingssnelheid van geluid bij sommige luchttemperaturen, allemaal gemeten op zeeniveau. Kijk maar:
Temperatuur (°C) |
Geluidssnelheid (m/s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
De voortplantingssnelheid van geluid varieert ook afhankelijk van de hoogte waarop het geluid zich voortplant ten opzichte van het zeeniveau. Op dat moment en bij een temperatuur van 25 °C planten de geluidsgolven zich voort met een snelheid van ongeveer 337 m/s of 1216 km/h. Wanneer we echter onze hoogte ten opzichte van dat niveau vergroten, dichtheid van de lucht neemt af, waardoor het geluid zich met relatief lagere snelheden voortplant.
Zie ook: Doppler-effect - het fenomeen dat de verandering in geluidsfrequentie verklaart wanneer we in beweging zijn
Geluidskenmerken
Geluidskenmerken zijn de eigenschappen waarmee we verschillende geluiden kunnen identificeren. Het geluid heeft drie kenmerken: intensiteit,hoogte en briefhoofd.
- Geluidsintensiteit: verwijst naar het "volume" van het geluid.
- Hoogte: is gekoppeld aan de frequentie van het geluid.
- Timbre: heeft betrekking op de vorm van de geluidsgolven, evenals hoe de bron van de geluidsgolven trilt.
Meer weten over het onderwerp? Bekijk onze tekst over de geluidskenmerken.
Geluidssnelheid in verschillende media
Zoals we al zeiden, varieert de snelheid van geluid sterk, afhankelijk van het medium waarin het zich voortplant. Bij het verplaatsen van het ene medium naar het andere behoudt het geluid zijn frequentieonveranderd, maar de jouwe golflengte veranderingen, evenals de voortplantingssnelheid. Bekijk een tabel met de geluidssnelheid in verschillende media.
Heel |
Geluidssnelheid (m/s) |
Aluminium |
6420 |
Ijzer |
5960 |
Puur water |
1498 |
Zeewater |
1531 |
Zuurstof |
316 |
Door de vorige tabel te analyseren, is het mogelijk om de directe afhankelijkheid tussen desnelheidvangeluid de en de dichtheid het medium waarin het geluid zich voortplant. Let op het verschil tussen de snelheden van geluidsvoortplanting in zuiver water en zeewater, dat een grote hoeveelheid verdunde zouten bevat en daarom dichter is dan gedestilleerd water.
De dichtheid van het medium waarin geluid zich voortplant, heeft direct invloed op de voortplantingssnelheid. Dit komt door de nabijheid tussen naburige moleculen, wat vaker voorkomt in dichtere fysieke media, zoals vaste stoffen in het algemeen. In deze media worden de trillingen die worden geproduceerd door geluidsgolven sneller overgedragen.
Een andere bepalende factor voor de geluidssnelheid is de elasticiteit de middelste. Deze functie betreft het vermogen om trillingen door botsingen tussen moleculen over te brengen zonder noemenswaardige energieverliezen.
Lees ook: 5 dingen die je moet weten over geluidsgolven
Geluidsbarriere
Geluidsbarrière is de term die wordt gebruikt in verwijzing naar: schokgolf geproduceerd door een meubelstuk dat sneller beweegt dan zijn eigen geluid. Op het moment dat een lichaam de geluidssnelheid bereikt, bewegen de door het lichaam geproduceerde geluidsgolven met het lichaam mee, waardoor een grote drukzone voor het meubel ontstaat.
de geluidsbarrière is zichtbaar, omdat waterdruppels die in de lucht worden verspreid condenseren, door de grote druk om je heen. Daarnaast kan de geluidsbarrière zorgen voor een geweldig weerstand voor de mobiel, dus als hij hem niet snel inhaalt, kan hij geen supersonische snelheden bereiken.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm
