Hastighetavlyd er hvor raskt en lydbølge er i stand til å forplante seg gjennom rommet. Det avhenger av mediet der denne bølgen forplanter seg, men også av andre faktorer knyttet til den, for eksempel temperatur og press.
På lydbølger de kan gjennomgå refraksjon når de går gjennom medier med forskjellige elastisiteter, og dermed lide endringer i hastighet. I faste medier, for eksempel, forplantes lyd mye raskere enn i gassformige eller flytende medier.
Se også: Intensitet, klang og høyde - kvalitetene som skiller lydene
Hvordan beregnes lydhastigheten?
Lydhastigheten kan beregnes ut fra din lengdeibølge og Frekvens, som med alle typer bølger, uavhengig av dens klassifisering.
Formelen som brukes til beregnehastighetiforplantning av lydbølgen er som følger:
v - forplantningshastighet (m / s)
λ - bølgelengde (m)
f - frekvens (Hz)
Lydhastigheten kan imidlertid bestemmes ut fra andre faktorer som lufttemperatur. For det er det mulig å gjøre en beregning der denne hastigheten beregnes ut fra følgende formel:
For å bruke denne formelen, som forholder hastigheten på lydutbredelse til lufttemperaturen, er det nødvendig for å gjøre skillet mellom omgivelsestemperaturen og temperaturen på 0 ° C, begge målt i kelvin. Da er det nødvendig å trekke ut froskJegz kvadratDe av resultatet oppnådd og multipliser det med faktoren 331,45. Ved å gjøre dette er det mulig å estimere lydhastigheten ved havnivå med god presisjon for forskjellige temperaturer.
La oss gjøre et eksempel der vi ønsker å estimere hastigheten på lydutbredelse ved havnivå ved en temperatur på 25 ºC (ca. 298,15 K). Se:
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Tabellen nedenfor viser hastigheten på lydutbredelsen med noen lufttemperaturer, alt målt på havnivå. Se:
Temperatur (° C) |
Lydhastighet (m / s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Hastigheten til lydutbredelse varierer også i henhold til høyden lyden forplantes i forhold til havnivå. På den tiden og ved en temperatur på 25 ° C forplantes lydbølgene med en hastighet på omtrent 337 m / s eller 1216 km / t. Men når vi øker høyden vår i forhold til det nivået, vil tetthet av lufta avtar, noe som får lyden til å bevege seg med relativt lavere hastigheter.
Se også: Doppler-effekt - fenomenet som forklarer endringen i lydfrekvens når vi er i bevegelse
Lydegenskaper
Lydegenskaper er egenskapene som lar oss identifisere forskjellige lyder. Lyden har tre egenskaper: intensitet,høyde og brevpapir.
- Lydintensitet: refererer til lydens "volum".
- Høyde: er knyttet til lydfrekvensen.
- Timbre: forholder seg til lydbølgenes form, samt hvordan kilden til lydbølgene vibrerer.
Vil du vite mer om emnet? Få tilgang til teksten vår om lydegenskaper.
Lydhastighet i forskjellige medier
Som vi sa varierer lydhastigheten mye i henhold til mediet den forplantes i. Når du beveger deg fra ett medium til et annet, opprettholder lyden sin Frekvensuendretmen din bølgelengdeendringer, så vel som forplantningshastigheten. Ta en titt på en tabell som viser lydhastigheten i forskjellige medier.
Ganske |
Lydhastighet (m / s) |
Aluminium |
6420 |
Jern |
5960 |
Rent vann |
1498 |
Sjøvann |
1531 |
Oksygen |
316 |
Ved å analysere forrige tabell er det mulig å se direkte avhengighet mellomhastighetavlyd og tetthet mediet der lyden forplantes. Legg merke til forskjellen mellom hastighetene på lydformering i rent vann og sjøvann, som har en stor mengde fortynnede salter i seg, og er derfor tettere enn destillert vann.
Tettheten til mediet der lyd beveger seg, påvirker direkte forplantningshastigheten. Dette skyldes nærheten mellom nærliggende molekyler, som er mer vanlig i tettere fysiske medier, som faste stoffer generelt. I disse mediene overføres vibrasjonene som produseres av lydbølger raskere.
En annen avgjørende faktor for lydens hastighet er elastisitet den midterste. Denne funksjonen gjelder evnen til å overføre vibrasjoner gjennom kollisjoner mellom molekyler uten betydelig energitap.
Les også: 5 ting du trenger å vite om lydbølger
Lydbarriere
Lydbarriere er betegnelsen brukt i referanse til sjokkbølge produsert av et møbel som beveger seg raskere enn sin egen lyd. I det øyeblikket et legeme når lydens hastighet, beveger lydbølgene som produseres av det sammen med kroppen, så det dannes en stor trykksone foran møblene.
lydbarrieren er synlig, siden vanndråper som er spredt i luften, kondenserer, på grunn av det store presset rundt deg. I tillegg kan lydbarrieren gi en flott motstand for mobilen, så hvis den ikke kommer forbi den raskt, vil den ikke kunne nå supersoniske hastigheter.
Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Lydens hastighet"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm. Tilgang 27. juni 2021.
