Швидкістьззвук це те, як швидко a звукова хвиля здатний поширюватися в космосі. Це залежить від середовища, в якому поширюється ця хвиля, а також від інших факторів, пов’язаних з нею, таких як температури і тиску.
В звукові хвилі вони можуть зазнати заломлення при проходженні через середовища з різною еластичністю, що спричиняє зміни швидкості. Наприклад, у твердих середовищах звук поширюється набагато швидше, ніж у газоподібних або рідких середовищах.
Дивіться також: Інтенсивність, тембр і висота - якості, що відрізняють звуки
Як обчислюється швидкість звуку?
Швидкість звуку можна розрахувати за вашим довжинавхвиля і частота, як і у будь-якого типу хвилі, незалежно від її класифікація.
Формула, що використовується для обчислитишвидкістьврозмноження звукової хвилі такий:
v - швидкість поширення (м / с)
λ - довжина хвилі (м)
f - частота (Гц)
Однак швидкість звуку можна визначити з інших факторів, таких як температура повітря. Для цього можна зробити розрахунок, в якому ця швидкість обчислюється за такою формулою:
Використовуючи цю формулу, яка пов'язує швидкість поширення звуку з температурою повітря, це так необхідний для розподілу між температурою навколишнього середовища та температурою 0 ° C, обидві виміряні в кельвін. Потім необхідно витягти жабаiz квадрат отриманого результату і помножте його на коефіцієнт 331,45. Роблячи це, можна з хорошою точністю оцінити швидкість звуку на рівні моря для різних температур.
Давайте зробимо приклад, в якому ми хочемо оцінити швидкість поширення звуку на рівні моря при температурі 25 ºC (приблизно 298,15 K). Дивитися:
У наступній таблиці наведено швидкість поширення звуку з деякими температурами повітря, виміряними на рівні моря. Дивитися:
Температура (° C) |
Швидкість звуку (м / с) |
-10 |
330 |
0 |
332 |
10 |
337 |
20 |
343 |
30 |
350 |
100 |
390 |
Швидкість поширення звуку також змінюється залежно від висоти, на якій поширюється звук по відношенню до рівня моря. У той час і при температурі 25 ° С звукові хвилі поширюються зі швидкістю приблизно 337 м / с або 1216 км / год. Однак, коли ми збільшуємо свою висоту відносно цього рівня, щільність повітря зменшується, змушуючи звук рухатись із відносно повільнішими швидкостями.
Дивіться також: Ефект Доплера - явище, яке пояснює зміну частоти звуку, коли ми знаходимося в русі
Характеристики звуку
Характеристики звуку - це якості, які дозволяють ідентифікувати різні звуки. Звук має три характеристики: інтенсивність,висота і бланку.
- Інтенсивність звуку: відноситься до “гучності” звуку.
- Висота: пов’язана з частотою звуку.
- Тембр: стосується форми звукових хвиль, а також того, як вібрує джерело звукових хвиль.
Хочете дізнатися більше про цю тему? Отримайте доступ до нашого тексту про звукові характеристики.
Швидкість звуку в різних носіях
Як ми вже говорили, швидкість звуку сильно змінюється залежно від середовища, в якому він поширюється. При переході від одного середовища до іншого звук зберігає своє частотабез змін, однак ваш зміни довжини хвилі, а також швидкість його поширення. Ознайомтеся з таблицею, де вказана швидкість звуку на різних носіях.
Цілком |
Швидкість звуку (м / с) |
Алюміній |
6420 |
Залізо |
5960 |
Чиста вода |
1498 |
Морська вода |
1531 |
Кисень |
316 |
Аналізуючи попередню таблицю, можна побачити пряма залежність міжшвидкістьззвук і щільність середовище, в якому поширюється звук. Зверніть увагу на різницю між швидкостями поширення звуку в чистій воді та морській воді, який містить велику кількість розведених солей, а тому щільніший за дистильовану воду.
Щільність середовища, в якому рухається звук, безпосередньо впливає на швидкість його поширення. Це пов’язано з близькістю між сусідніми молекулами, що частіше зустрічається в більш щільних фізичних середовищах, таких як тверді речовини загалом. У цих середовищах вібрації, що створюються звуковими хвилями, передаються швидше.
Іншим визначальним фактором швидкості звуку є еластичність середній. Ця особливість стосується здатності передавати вібрацію через зіткнення між молекулами без значних втрат енергії.
Читайте теж: 5 речей, які потрібно знати про звукові хвилі
Звуковий бар’єр
Звуковий бар'єр - це термін, що використовується у зв'язку з ударна хвиля, вироблена предметом меблів, який рухається швидше, ніж його власний звук. У той момент, коли тіло досягає швидкості звуку, вироблені ним звукові хвилі рухаються разом з тілом, тому перед меблями утворюється велика зона тиску.
звуковий бар’єр видно, оскільки краплі води, що розсіяні в повітрі, конденсуються, через великий тиск навколо вас. Крім того, звуковий бар'єр може забезпечити чудовий опір для мобільного, тож якщо він не швидко його наздожене, він не зможе досягти надзвукової швидкості.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-som.htm