Hastighetavljud är hur snabbt en ljudvåg kan sprida sig genom rymden. Det beror på mediet i vilken denna våg sprids, men också på andra faktorer relaterade till det, såsom temperatur och tryck.
På ljudvågor de kan genomgå brytning när de passerar genom media med olika elasticiteter och därmed drabbas av förändringar i hastighet. I fasta media sprids till exempel ljud mycket snabbare än i gasformiga eller flytande medier.
Se också: Intensitet, klang och höjd - de kvaliteter som skiljer ljudet
Hur beräknas ljudets hastighet?
Ljudets hastighet kan beräknas från din längdiVinka och frekvens, som med alla typer av vågor, oavsett dess klassificering.
Formeln som används för beräknahastighetifortplantning av ljudvågen är som följer:
v - utbredningshastighet (m / s)
λ - våglängd (m)
f - frekvens (Hz)
Ljudhastigheten kan dock bestämmas utifrån andra faktorer, såsom lufttemperatur. För det är det möjligt att göra en beräkning där denna hastighet beräknas utifrån följande formel:
För att använda denna formel, som relaterar ljudutbredningshastigheten till lufttemperaturen, är det nödvändigt för att göra uppdelningen mellan omgivningstemperaturen och temperaturen 0 ° C, båda uppmätta i kelvin. Då är det nödvändigt att extrahera grodaiz kvadratDe av det erhållna resultatet och multiplicera det med faktorn 331,45. Genom att göra detta är det möjligt att med god precision uppskatta ljudets hastighet vid havsnivå för olika temperaturer.
Låt oss göra ett exempel där vi vill uppskatta ljudutbredningshastigheten vid havsnivå vid en temperatur av 25 ºC (ungefär 298,15 K). Kolla på:
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
I följande tabell listas ljudutbredningens hastighet med vissa lufttemperaturer, alla uppmätta vid havsnivå. Kolla på:
Temperatur (° C) |
Ljudhastighet (m / s) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Ljudutbredningshastigheten varierar också beroende på höjden på vilken ljudet förökas i förhållande till havsnivån. Vid den tiden och vid en temperatur på 25 ° C sprids ljudvågorna med en hastighet på cirka 337 m / s eller 1216 km / h. Men när vi ökar vår höjd i förhållande till den nivån, kommer densitet av luften minskar, vilket gör att ljudet rör sig med relativt lägre hastigheter.
Se också: Doppler-effekt - fenomenet som förklarar förändringen i ljudfrekvensen när vi är i rörelse
Ljudegenskaper
Ljudegenskaper är de kvaliteter som gör att vi kan identifiera olika ljud. Ljudet har tre egenskaper: intensitet,höjd och brevpapper.
- Ljudintensitet: avser ljudets "volym".
- Höjd: är kopplad till ljudfrekvensen.
- Timbre: avser formen på ljudvågorna, liksom hur källan till ljudvågorna vibrerar.
Vill du veta mer om ämnet? Gå till vår text om ljudegenskaper.
Ljudets hastighet i olika media
Som vi sa varierar ljudets hastighet mycket beroende på vilket medium det sprids. När du flyttar från ett medium till ett annat behåller ljudet sitt frekvensoförändraddock din våglängdsförändringar, liksom dess förökningshastighet. Kolla in en tabell som visar ljudhastigheten i olika media.
Ganska |
Ljudhastighet (m / s) |
Aluminium |
6420 |
Järn |
5960 |
Rent vatten |
1498 |
Havsvatten |
1531 |
Syre |
316 |
Analysera föregående tabell är det möjligt att se direkt beroende mellanhastighetavljud och och densitet mediet i vilket ljudet sprids. Notera skillnaden mellan hastigheterna på ljudutbredning i rent vatten och havsvatten, som har en stor mängd utspädda salter i sig och är därför tätare än destillerat vatten.
Densiteten hos mediet där ljudet rör sig direkt påverkar dess fortplantningshastighet. Detta beror på närheten mellan närliggande molekyler, vilket är vanligare i tätare fysiska medier, såsom fasta ämnen i allmänhet. I dessa medier överförs vibrationerna som produceras av ljudvågor snabbare.
En annan avgörande faktor för ljudets hastighet är elasticitet den mellersta. Denna funktion gäller förmågan att överföra vibrationer genom kollisioner mellan molekyler utan betydande energiförluster.
Läs också: 5 saker du behöver veta om ljudvågor
Ljudbarriär
Ljudbarriär är den term som används med hänvisning till chockvåg producerad av en möbel som rör sig snabbare än sitt eget ljud. I det ögonblick en kropp når ljudets hastighet rör sig ljudvågorna som den producerar tillsammans med kroppen, så en stor tryckzon bildas framför möblerna.
ljudbarriären är synlig, eftersom vattendroppar som är utspridda i luften kondenserar, på grund av det stora trycket runt dig. Dessutom kan ljudbarriären ge en fantastisk motstånd för mobilen, så om den inte kommer snabbt över den kommer den inte att kunna nå överljudshastigheter.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
Vill du hänvisa till texten i ett skola eller akademiskt arbete? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Ljudets hastighet"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.
