Rychlost zvuku

rychlost zvuku v letadlech

Určitě jste mnohokrát viděli, že když dojde k bouři, první věcí, která tam je, je světlo, které je bleskem, a pak přijde zvuk. To je způsobeno Rychlost zvuku. Vědci zjistili, jaká je maximální rychlost, kterou se zvuk může šířit vzduchem. Ve fyzice je to velmi důležité.

Tento článek proto věnujeme tomu, abychom vám řekli vše, co potřebujete vědět o rychlosti zvuku a jeho šíření.

Rychlost zvuku

Rychlost zvuku

Rychlost šíření zvukové vlny závisí na charakteristikách média, ve kterém se šíří, nikoli na charakteristikách vlny nebo síle, která ji vytváří. Tato rychlost šíření zvukových vln se také nazývá rychlost zvuku. teplota je 20 ° C, což je 343 metrů za sekundu.

Rychlost zvuku se mění s propagačním médiem a způsob, jakým se v médiu šíří, pomáhá lépe porozumět určitým charakteristikám přenosového média. Když se změní teplota propagačního média, změní se také rychlost zvuku. Důvodem je, že zvýšení teploty vede ke zvýšení frekvence interakcí mezi částicemi, které nesou vibrace, což se promítá do zvýšení rychlosti vlny.

Obecně lze říci, že rychlost zvuku v pevných látkách je vyšší než v kapalinách a rychlost zvuku v kapalinách je vyšší než v plynech. Důvodem je, že čím více pevných látek, tím větší je míra soudržnosti atomových vazeb, která podporuje šíření zvukových vln.

Rychlost šíření zvuku závisí především na pružnosti média, které jej šíří. Elasticita se týká schopnosti obnovit původní tvar.

Co je zvuk

Zvuk je tlaková vlna, která se může šířit vzduchem kompresí a depresí. Zvuk, který kolem sebe vnímáme, není ničím jiným než energií generovanou vibracemi, které se šíří vzduchem nebo jakýmkoli jiným médiem, které lze přijímat a slyšet, když se dostane do lidského ucha. Víme, že zvuk se šíří ve formě vln.

Vlny jsou vibrační poruchy v médiu, které přenášejí energii z jednoho bodu do druhého bez přímého kontaktu mezi těmito dvěma body. Můžeme říci, že vlna je vytvářena vibracemi částic média, kterým prochází, tj. Procesem šíření odpovídajícímu podélnému posunutí (ve směru šíření) molekul vzduchu. Oblast s velkým posunem se objeví v oblasti, kde je amplituda změny tlaku nulová a naopak.

Zvuk v reproduktoru

altavoz

Vzduch v trubici s reproduktorem na jednom konci a uzavřeným na druhém konci vibruje ve formě vln. Statické podélně. Vlastní režimy vibrací trubek s těmito charakteristikami. Odpovídá sinusové vlně, jejíž vlnová délka je taková, že existuje bod nulové amplitudy. Výfukový uzel na konci reproduktoru a uzavřený konec trubice, protože vzduch se nemůže volně pohybovat kvůli reproduktoru a víčku trubice. V těchto uzlech máme maximální změnu tlaku, antinodu nebo břicha stojaté vlny.

Rychlost zvuku v různých médiích

zvukový experiment

Rychlost zvuku se liší podle média, ve kterém se zvuková vlna šíří. Mění se také s teplotou média. Důvodem je, že zvýšení teploty způsobuje zvýšení frekvence interakcí mezi částicemi, které nesou vibrace, a zvýšení této aktivity zvyšuje rychlost.

Například ve sněhu může zvuk cestovat na dlouhé vzdálenosti. Je to způsobeno lomem pod sněhem, který není homogenním médiem. Každá vrstva sněhu má jinou teplotu. Nejhlubší místa, kam se slunce nedostane, jsou chladnější než povrch. V těchto chladnějších vrstvách blízko země je rychlost šíření zvuku pomalejší.

Obecně lze říci, že rychlost zvuku je v pevných látkách větší než v kapalinách a větší v kapalinách než v plynech. Důvodem je, že čím vyšší je soudržnost atomových nebo molekulárních vazeb, tím je látka silnější. Rychlost zvuku ve vzduchu (při teplotě 20 ° C) je 343,2 m / s.

Podívejme se na rychlost zvuku v některých médiích:

  • Ve vzduchu se zvuk při 0 ° C šíří rychlostí 331 m / s (na každý stupeň Celsia teplota stoupá, rychlost zvuku se zvyšuje o 0,6 m / s).
  • Ve vodě (při 25 ° C) je to 1593 m / s.
  • V tkáních je to 1540 m / s.
  • Ve dřevě je to 3700 m / s.
  • V betonu je to 4000 m / s.
  • V oceli je to 6100 m / s.
  • V hliníku je to 6400 m / s.
  • V kadmiu je to 12400 XNUMX m / s.

Rychlost šíření tlakové vlny je velmi důležitá při studiu rezonančního jevu v kolektoru pístového motoru a závisí na charakteristikách prostředí. Například u plynů závisí odpařená směs v sacím potrubí nebo plyny spálené ve výfukovém potrubí na jejich hustotě a tlaku.

Druhy šířících se vln

Existují dva druhy vln: podélné vlny a příčné vlny.

  • Podélná vlna: Vlna, ve které částice média vibrují z jedné strany na druhou ve stejném směru jako vlna. Médium může být pevné, kapalné nebo plynné. Zvukové vlny jsou tedy podélné vlny.
  • Příčná vlna: Vlna, ve které částice v médiu vibrují nahoru a dolů „v pravém úhlu“ ke směru pohybu vlny. Tyto vlny se objevují pouze v pevných látkách a kapalinách, nikoli v plynech.

Pamatujte však, že vlny se šíří všemi směry, takže je jednodušší považovat je za procházející koulí.

Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o rychlosti zvuku a jeho charakteristikách.


Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.