Segurament moltes vegades hauràs vist que quan hi ha una tempesta el primer que cal és una llum que és el raig i després arriba el so. Això es deu a la velocitat del so. Els científics han trobat quina és la màxima velocitat farà que es pot propagar el so per l'aire. En física això és força important.
Per això, han dedicarem aquest article a explicar-tot el que has de saber sobre la velocitat del so i com es propaga.
Velocitat del so
La velocitat de propagació d'una ona sonora depèn de les característiques de l'medi en què es propaga, no de les característiques de l'ona o de la força que la produeix. Aquesta velocitat de propagació de les ones sonores també es diu velocitat del so En l'atmosfera terrestre, la temperatura és de 20ºC, que és de 343 metres per segon.
La velocitat del so varia amb el medi de propagació i la forma en que es propaga en el medi ajuda a comprendre millor certes característiques de l'mitjà de transmissió. Quan canvia la temperatura de l'mitjà de propagació, la velocitat del so també canviarà. Això es deu al fet que un augment de temperatura condueix a un augment en la freqüència d'interaccions entre partícules que transporten vibracions, el que es tradueix en un augment de la velocitat de l'ona.
En termes generals, la velocitat del so en els sòlids és més alta que en els líquids i la velocitat del so en els líquids és més alta que en els gasos. Això es deu al fet que com més matèria sòlida, més gran és el grau de cohesió dels enllaços atòmics, el que afavoreix la propagació de les ones sonores.
La velocitat de propagació del so depèn principalment de l'elasticitat de l'medi que l'propaga. L'elasticitat es refereix a la capacitat de restaurar la seva forma original.
Què és el so
El so és una ona de pressió que pot propagar-se en l'aire per compressió i depressió. El so que percebem al nostre voltant no és més que energia generada per vibracions que es propaguen a través de l'aire o qualsevol altre mitjà, que es pot rebre i escoltar quan arriba a l'oïda humana. Sabem que el so viatja en forma d'ones.
Les ones són pertorbacions de vibració en el medi, que transfereixen energia d'un punt a un altre sense contacte directe entre aquests dos punts. Podem dir que l'ona es produeix per la vibració de les partícules de l'mitjà pel que passa, és a dir, el procés de propagació corresponent a l'desplaçament longitudinal (en la direcció de propagació) de les molècules d'aire. L'àrea amb gran desplaçament apareix a l'àrea on l'amplitud de l'canvi de pressió és zero i viceversa.
El so en un altaveu
L'aire en un tub amb un altaveu en un extrem i tancat en l'altre extrem vibra en forma d'ones. Estàtic longitudinalment. Modes propis de vibració de tubs amb aquestes característiques. Correspon a una ona sinusoïdal, la longitud d'ona és tal que hi ha un punt d'amplitud zero. El node d'escapament a la fi de l'altaveu i l'extrem tancat de el tub, perquè l'aire no es pot moure lliurement a causa de l'altaveu i la tapa de l'tub, respectivament. En aquests nodes tenim una variació màxima de la pressió, XNUMX antinodo o ventre, de l'ona estacionària.
Velocitat del so en diferents mitjans
La velocitat del so varia segons el medi en què es propaga l'ona sonora. També canvia amb la temperatura de l'mig. Això es deu al fet que un augment de temperatura provoca un augment en la freqüència d'interaccions entre partícules que transporten vibracions, i un augment d'aquesta activitat augmenta la velocitat.
Per exemple, a la neu, el so pot viatjar llargues distàncies. Això es deu a la refracció sota la neu, que no és un mitjà homogeni. Cada capa de neu té una temperatura diferent. Els llocs més profunds als quals el sol no pot arribar són més freds que la superfície. En aquestes capes més fredes pròximes a terra, la velocitat de propagació del so és més lenta.
En termes generals, la velocitat del so és major en sòlids que en líquids i major en líquids que en gasos. Això es deu al fet que com més gran és la cohesió dels enllaços atòmics o moleculars, més fort és la substància. La velocitat del so en l'aire (a una temperatura de 20 ° C) és 343,2 m / s.
Anem a veure la velocitat del so en alguns mitjans:
- En l'aire, a 0 ° C, el so viatja a una velocitat de 331 m / s (per cada grau Celsius que puja la temperatura, la velocitat del so augmenta en 0,6 m / s).
- A l'aigua (a 25 ° C) és de 1593 m / s.
- En els teixits és de 1540 m / s.
- A la fusta és de 3700 m / s.
- En el formigó és de 4000 m / s.
- En l'acer és de 6100 m / s.
- En l'alumini és de 6400 m / s.
- En el cadmi és de 12400 m / s.
La velocitat de propagació de l'ona de pressió és molt important en l'estudi de l'fenomen de ressonància en el col·lector d'un motor alternatiu i depèn de les característiques de l'entorn. Per exemple, per als gasos, la barreja vaporitzat en el col·lector d'admissió o els gasos cremats en el col·lector d'escapament depenen de la seva densitat i pressió.
Tipus d'ones de propagació
Hi ha dos tipus d'ones: ones longitudinals i ones transversals.
- Ona longitudinal: Onda en la qual les partícules d'un mitjà vibren d'un costat a un altre en la mateixa direcció que l'ona. El medi pot ser sòlid, líquid o gasós. Per tant, les ones sonores són ones longitudinals.
- ona transversal: Onda en la qual les partícules de l'mig vibren cap amunt i cap avall «en angle recte» amb la direcció de moviment de l'ona. Aquestes ones només apareixen en sòlids i líquids, no en gasos.
Però recorda que les ones es propaguen en totes direccions, pel que és més fàcil pensar en elles com si passessin a través d'una esfera.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre la velocitat del so i les seves característiques