Tentunya banyak kali anda melihat bahawa ketika ada ribut, perkara pertama ialah ada cahaya iaitu kilat dan kemudian suara itu tiba. Ini disebabkan oleh Kelajuan suara. Para saintis telah menemui berapa kelajuan maksimum yang dapat disebarkan oleh suara ke udara. Dalam fizik ini cukup penting.
Oleh itu, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberitahu anda semua yang perlu anda ketahui mengenai kelajuan bunyi dan bagaimana penyebarannya.
Kelajuan suara
Kelajuan penyebaran gelombang suara bergantung pada ciri-ciri medium di mana ia disebarkan, bukan pada ciri gelombang atau daya yang menghasilkannya. Kelajuan penyebaran gelombang bunyi ini juga disebut kecepatan suara. Di atmosfera Bumi, suhu 20ºC, iaitu 343 meter sesaat.
Kelajuan suara berbeza-beza dengan media penyebaran dan cara penyebarannya dalam media membantu memahami ciri-ciri tertentu dari media transmisi dengan lebih baik. Apabila suhu medium penyebaran berubah, kelajuan suara juga akan berubah. Ini kerana peningkatan suhu membawa kepada peningkatan frekuensi interaksi antara zarah yang membawa getaran, yang bermaksud peningkatan kelajuan gelombang.
Secara amnya, kelajuan bunyi dalam pepejal lebih tinggi daripada cecair dan kelajuan bunyi dalam cecair lebih tinggi daripada gas. Ini kerana bahan yang lebih padat, semakin besar tahap kohesi ikatan atom, yang mendorong penyebaran gelombang bunyi.
Kelajuan penyebaran suara bergantung terutamanya pada keanjalan medium yang menyebarkannya. Keanjalan merujuk kepada keupayaan untuk memulihkan bentuk asalnya.
Apa itu suara
Bunyi ialah gelombang tekanan yang boleh merambat melalui udara melalui pemampatan dan kemurungan. Suara yang kita rasakan di sekitar kita tidak lebih dari tenaga yang dihasilkan oleh getaran yang menyebarkan melalui udara atau media lain, yang dapat diterima dan didengar ketika sampai ke telinga manusia. Kita tahu bahawa bunyi bergerak dalam bentuk gelombang.
Gelombang adalah gangguan getaran di medium, yang memindahkan tenaga dari satu titik ke titik yang lain tanpa hubungan langsung antara kedua titik ini. Kita dapat mengatakan bahawa gelombang dihasilkan oleh getaran zarah-zarah medium yang melaluinya, iaitu proses perambatan yang sesuai dengan anjakan longitudinal (dalam arah perambatan) molekul udara. Kawasan dengan anjakan besar muncul di kawasan di mana amplitud perubahan tekanan adalah sifar dan sebaliknya.
Bunyi dalam pembesar suara
Udara dalam tiub dengan pembesar suara di satu hujung dan ditutup di hujung yang lain bergetar dalam bentuk gelombang. Statik membujur. Mod getaran tiub sendiri dengan ciri-ciri ini. Ini sesuai dengan gelombang sinus, yang panjang gelombangnya sedemikian rupa sehingga ada titik amplitud sifar. Nod ekzos di hujung pembesar suara dan hujung tertutup tiub, kerana udara tidak boleh bergerak bebas disebabkan pembesar suara dan penutup tiub, masing-masing. Di simpul ini kita mempunyai variasi maksimum tekanan, antinode atau perut, gelombang berdiri.
Kelajuan bunyi dalam media yang berbeza
Kelajuan bunyi berbeza mengikut medium di mana gelombang suara menyebarkan. Ia juga berubah mengikut suhu medium. Ini kerana kenaikan suhu menyebabkan peningkatan frekuensi interaksi antara zarah yang membawa getaran, dan peningkatan aktiviti ini meningkatkan kelajuan.
Contohnya, dalam keadaan salji, bunyi dapat menempuh jarak jauh. Ini disebabkan oleh pembiasan di bawah salji, yang bukan merupakan medium yang homogen. Setiap lapisan salji mempunyai suhu yang berbeza. Tempat terdalam yang tidak dapat dicapai oleh matahari adalah lebih sejuk daripada permukaan. Di lapisan sejuk ini dekat dengan tanah, kecepatan penyebaran suara lebih perlahan.
Secara amnya, kelajuan suara lebih besar dalam pepejal daripada cecair dan lebih besar dalam cecair daripada gas. Ini kerana semakin tinggi kohesi ikatan atom atau molekul, semakin kuat zatnya. Kelajuan bunyi di udara (pada suhu 20 ° C) ialah 343,2 m / s.
Mari lihat kelajuan suara di beberapa media:
- Di udara, pada 0 ° C, suara bergerak pada kelajuan 331 m / s (untuk setiap darjah Celsius suhu meningkat, kelajuan suara meningkat sebanyak 0,6 m / s).
- Di dalam air (pada suhu 25 ° C) ialah 1593 m / s.
- Dalam tisu ia adalah 1540 m / s.
- Dalam kayu itu 3700 m / s.
- Dalam konkrit ia adalah 4000 m / s.
- Dalam keluli ialah 6100 m / s.
- Dalam aluminium ialah 6400 m / s.
- Dalam kadmium, ia adalah 12400 m / s.
Kelajuan perambatan gelombang tekanan sangat penting dalam kajian fenomena resonans pada pengumpul enjin timbal balik dan bergantung pada ciri-ciri persekitaran. Sebagai contoh, untuk gas, campuran yang diuapkan dalam manifold pengambilan atau gas yang dibakar dalam manifold ekzos bergantung kepada ketumpatan dan tekanannya.
Jenis gelombang penyebaran
Terdapat dua jenis gelombang: gelombang longitudinal dan gelombang melintang.
- Gelombang membujur: Gelombang di mana zarah medium bergetar dari satu sisi ke sisi yang lain dalam arah yang sama dengan gelombang. Medium boleh padat, cair atau gas. Oleh itu, gelombang bunyi adalah gelombang membujur.
- Gelombang melintang: Gelombang di mana zarah-zarah dalam medium bergetar ke atas dan ke bawah "pada sudut tepat" ke arah pergerakan gelombang. Gelombang ini hanya muncul dalam pepejal dan cecair, bukan gas.
Tetapi ingat bahawa gelombang bergerak ke semua arah, jadi lebih mudah untuk memikirkannya sebagai gelombang melalui sfera.
Saya harap dengan maklumat ini anda dapat mengetahui lebih lanjut mengenai kelajuan suara dan ciri-cirinya.