سرعت صدا

سرعت صوت در هواپیما

مطمئناً بارها دیده اید که وقتی طوفان می آید اولین چیزی که وجود دارد نوری است که برق است و سپس صدا می رسد. این به دلیل سرعت صدابه دانشمندان دریافته اند که حداکثر سرعتی که صدا می تواند در هوا پخش کند چقدر است. در فیزیک این امر بسیار مهم است.

بنابراین ، ما قصد داریم این مقاله را اختصاص دهیم تا همه آنچه را که باید در مورد سرعت صدا و نحوه انتشار آن بدانید به شما بگوید.

سرعت صدا

سرعت صدا

سرعت انتشار یک موج صوتی بستگی به ویژگی های محیطی که در آن پخش می شود دارد ، نه به ویژگی های موج یا نیرویی که آن را تولید می کند. این سرعت انتشار امواج صوتی را سرعت صدا نیز می نامند. در جو زمین ، دما 20 درجه سانتی گراد است که 343 متر در ثانیه است.

سرعت صدا با محیط انتشار متفاوت است و نحوه انتشار آن در محیط به درک بهتر برخی از ویژگی های محیط انتقال کمک می کند. هنگامی که دمای محیط انتشار تغییر می کند ، سرعت صدا نیز تغییر می کند. این به این دلیل است که افزایش دما منجر به افزایش دفعات فعل و انفعالات بین ذرات حامل ارتعاش می شود ، که به معنی افزایش سرعت موج است.

به طور کلی ، سرعت صدا در مواد جامد بیشتر از مایعات و سرعت صدا در مایعات بیشتر از گازها است. این امر به این دلیل است که هرچه ماده جامدتر باشد ، میزان انسجام پیوندهای اتمی بیشتر است ، که از انتشار امواج صوتی حمایت می کند.

سرعت انتشار صدا عمدتا به کشش محیطی که آن را منتشر می کند بستگی دارد. کشش به توانایی بازگرداندن شکل اولیه خود اشاره دارد.

صدا چیست

صدا یک موج فشاری است که می تواند از طریق فشرده سازی و فرورفتگی در هوا پخش شود. صدایی که ما در اطراف خود درک می کنیم چیزی بیش از انرژی تولید شده توسط ارتعاشاتی نیست که در هوا یا هر محیط دیگری منتشر می شود ، که با رسیدن به گوش انسان قابل دریافت و شنیدن است. می دانیم که صدا به شکل موج حرکت می کند.

امواج اختلالات ارتعاشی در محیط هستند که بدون تماس مستقیم بین این دو نقطه ، انرژی را از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل می کنند. می توان گفت که موج در اثر ارتعاش ذرات محیطی که از آن عبور می کند ، تولید می شود ، یعنی فرایند انتشار مربوط به جابجایی طولی (در جهت انتشار) مولکول های هوا. ناحیه با جابجایی زیاد در ناحیه ای ظاهر می شود که دامنه تغییر فشار صفر است و برعکس.

صدا در بلندگو

بلندگو

هوا در یک لوله با بلندگو در یک سر و بسته در انتهای دیگر به صورت امواج ارتعاش می کند. به صورت طولی. حالتهای ارتعاش لوله ها با این ویژگیهابه مربوط به یک موج سینوسی است ، طول موج آن به گونه ای است که یک نقطه از دامنه صفر وجود دارد. گره خروجی در انتهای بلندگو و انتهای بسته لوله ، زیرا هوا به دلیل بلندگو و درپوش لوله به ترتیب نمی تواند آزادانه حرکت کند. در این گره ها ما حداکثر تغییرات فشار ، یک پاد آنود یا شکم ، از موج ایستاده را داریم.

سرعت صدا در رسانه های مختلف

آزمایش صدا

سرعت صدا با توجه به محیطی که موج صوتی در آن پخش می شود متفاوت است. همچنین با دمای محیط تغییر می کند. زیرا افزایش دما باعث افزایش دفعات فعل و انفعالات بین ذرات حامل ارتعاش می شود و افزایش این فعالیت باعث افزایش سرعت می شود.

به عنوان مثال ، در برف ، صدا می تواند مسافت های طولانی را طی کند. این به دلیل شکست زیر برف است ، که یک محیط همگن نیست. هر لایه برف دمای متفاوتی داردبه عمیق ترین مکانهایی که خورشید نمی تواند به آنها برسد سردتر از سطح است. در این لایه های سردتر نزدیک به زمین ، سرعت انتشار صدا کندتر است.

به طور کلی ، سرعت صدا در مواد جامد بیشتر از مایعات و در مایعات بیشتر از گازها است. این به این دلیل است که هرچه انسجام پیوندهای اتمی یا مولکولی بیشتر باشد ، ماده قوی تر است. سرعت صدا در هوا (در دمای 20 درجه سانتی گراد) 343,2 متر بر ثانیه است.

بیایید سرعت صدا را در برخی رسانه ها ببینیم:

  • در هوا ، در 0 درجه سانتی گراد ، صدا با سرعت 331 متر بر ثانیه حرکت می کند (برای هر درجه سانتیگراد درجه حرارت افزایش می یابد ، سرعت صدا 0,6 متر بر ثانیه افزایش می یابد).
  • در آب (در دمای 25 درجه سانتی گراد) 1593 متر بر ثانیه است.
  • در بافتها 1540 متر بر ثانیه است.
  • در چوب 3700 متر بر ثانیه است.
  • در بتن 4000 متر بر ثانیه است.
  • در فولاد 6100 متر بر ثانیه است.
  • در آلومینیوم 6400 متر بر ثانیه است.
  • در کادمیوم 12400 متر بر ثانیه است.

سرعت انتشار موج فشار در مطالعه پدیده رزونانس در کلکتور موتور رفت و برگشتی بسیار مهم است و به ویژگی های محیط بستگی دارد. به عنوان مثال ، برای گازها ، مخلوط بخار شده در منیفولد ورودی یا گازهای سوزانده شده در منیفولد خروجی به چگالی و فشار آنها بستگی دارد.

انواع انتشار امواج

دو نوع موج وجود دارد: امواج طولی و امواج عرضی.

  • موج طولی: موجی که در آن ذرات یک محیط در یک جهت موج از یک طرف به طرف دیگر ارتعاش می کنند. محیط می تواند جامد ، مایع یا گازی باشد. بنابراین ، امواج صوتی امواج طولی هستند.
  • موج عرضی: موجی که در آن ذرات موجود در محیط "در زاویه راست" به سمت جهت حرکت موج ارتعاش می کنند. این امواج فقط در جامدات و مایعات ظاهر می شوند نه در گازها.

اما به یاد داشته باشید که امواج در همه جهات حرکت می کنند ، بنابراین تصور اینکه آنها از یک کره عبور می کنند آسان تر است.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید با سرعت صدا و ویژگی های آن بیشتر آشنا شوید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.