Vous avez sûrement vu plusieurs fois que lorsqu'il y a un orage, la première chose qu'il y a est une lumière qui est la foudre, puis le son arrive. Ceci est dû au Vitesse du son. Les scientifiques ont découvert quelle est la vitesse maximale à laquelle le son peut se propager dans l'air. En physique, c'est assez important.
Par conséquent, nous allons dédier cet article pour vous dire tout ce que vous devez savoir sur la vitesse du son et comment il se propage.
Vitesse du son
La vitesse de propagation d'une onde sonore dépend des caractéristiques du milieu dans lequel elle se propage, et non des caractéristiques de l'onde ou de la force qui la produit. Cette vitesse de propagation des ondes sonores est également appelée vitesse du son. Dans l'atmosphère terrestre, la température est de 20ºC, soit 343 mètres par seconde.
La vitesse du son varie avec le milieu de propagation et la façon dont il se propage dans le milieu permet de mieux comprendre certaines caractéristiques du milieu de transmission. Lorsque la température du milieu de propagation change, la vitesse du son change également. En effet, une augmentation de la température entraîne une augmentation de la fréquence des interactions entre les particules porteuses de vibrations, ce qui se traduit par une augmentation de la vitesse de la vague.
De manière générale, la vitesse du son dans les solides est plus élevée que dans les liquides et la vitesse du son dans les liquides est plus élevée que dans les gaz. En effet, plus la matière est solide, plus le degré de cohésion des liaisons atomiques est important, ce qui favorise la propagation des ondes sonores.
La vitesse de propagation du son dépend principalement de l'élasticité du milieu qui le propage. L'élasticité fait référence à la capacité de restaurer sa forme d'origine.
Qu'est-ce que le son
Le son est une onde de pression qui peut se propager dans l'air par compression et dépression. Le son que nous percevons autour de nous n'est rien de plus que de l'énergie générée par des vibrations qui se propagent dans l'air ou tout autre milieu, qui peut être reçue et entendue lorsqu'elle atteint l'oreille humaine. Nous savons que le son voyage sous forme d'ondes.
Les ondes sont des perturbations vibratoires dans le milieu, qui transfèrent de l'énergie d'un point à un autre sans contact direct entre ces deux points. On peut dire que l'onde est produite par la vibration des particules du milieu qu'elle traverse, c'est-à-dire le processus de propagation correspondant au déplacement longitudinal (dans le sens de propagation) des molécules d'air. La zone avec un grand déplacement apparaît dans la zone où l'amplitude du changement de pression est nulle et vice versa.
Le son dans un haut-parleur
L'air dans un tube avec un haut-parleur à une extrémité et fermé à l'autre extrémité vibre sous forme d'ondes. Statique longitudinalement. Modes propres de vibration des tubes présentant ces caractéristiques. Elle correspond à une onde sinusoïdale, dont la longueur d'onde est telle qu'il existe un point d'amplitude nulle. Le nœud d'échappement à l'extrémité du haut-parleur et l'extrémité fermée du tube, car l'air ne peut pas se déplacer librement en raison du haut-parleur et du capuchon du tube, respectivement. Dans ces nœuds, nous avons une variation maximale de la pression, un ventre ou un ventre, de l'onde stationnaire.
Vitesse du son dans différents médias
La vitesse du son varie selon le milieu dans lequel l'onde sonore se propage. Il change également avec la température du milieu. En effet, une augmentation de la température provoque une augmentation de la fréquence des interactions entre les particules porteuses de vibrations, et une augmentation de cette activité augmente la vitesse.
Par exemple, dans la neige, le son peut parcourir de longues distances. Ceci est dû à la réfraction sous la neige, qui n'est pas un milieu homogène. Chaque couche de neige a une température différente. Les endroits les plus profonds que le soleil ne peut atteindre sont plus froids que la surface. Dans ces couches plus froides proches du sol, la vitesse de propagation du son est plus lente.
De manière générale, la vitesse du son est plus grande dans les solides que dans les liquides et plus grande dans les liquides que dans les gaz. En effet, plus la cohésion des liaisons atomiques ou moléculaires est élevée, plus la substance est forte. La vitesse du son dans l'air (à une température de 20°C) est de 343,2 m/s.
Voyons la vitesse du son dans certains médias :
- Dans l'air, à 0°C, le son se propage à une vitesse de 331 m/s (pour chaque degré Celsius la température augmente, la vitesse du son augmente de 0,6 m/s).
- Dans l'eau (à 25°C) elle est de 1593 m/s.
- Dans les tissus, elle est de 1540 m/s.
- En bois c'est 3700 m/s.
- Dans le béton c'est 4000 m/s.
- En acier il est de 6100 m/s.
- En aluminium il est de 6400 m/s.
- En cadmium elle est de 12400 XNUMX m/s.
La vitesse de propagation de l'onde de pression est très importante dans l'étude du phénomène de résonance dans le collecteur d'un moteur alternatif et dépend des caractéristiques de l'environnement. Par exemple, pour les gaz, le mélange vaporisé dans le collecteur d'admission ou les gaz brûlés dans le collecteur d'échappement dépendent de leur densité et de leur pression.
Types d'ondes se propageant
Il existe deux types d'ondes : les ondes longitudinales et les ondes transversales.
- Onde longitudinale: Onde dans laquelle les particules d'un milieu vibrent d'un côté à l'autre dans le même sens que l'onde. Le milieu peut être solide, liquide ou gazeux. Par conséquent, les ondes sonores sont des ondes longitudinales.
- Onde transversale: Onde dans laquelle les particules du milieu vibrent de haut en bas "à angle droit" par rapport à la direction de mouvement de l'onde. Ces ondes n'apparaissent que dans les solides et les liquides, pas dans les gaz.
Mais rappelez-vous que les ondes voyagent dans toutes les directions, il est donc plus facile de les considérer comme traversant une sphère.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur la vitesse du son et ses caractéristiques.