Sikkert mange ganger har du sett at når det er storm er det første det er et lys som er lynet og så kommer lyden. Dette er på grunn av Lydens hastighet. Forskere har funnet ut hva som er maksimal hastighet som lyd kan spre seg gjennom luften. I fysikk er dette ganske viktig.
Derfor kommer vi til å dedikere denne artikkelen til å fortelle deg alt du trenger å vite om lydens hastighet og hvordan den forplanter seg.
Lydens hastighet
Forplantningshastigheten til en lydbølge avhenger av egenskapene til mediet den forplantes i, ikke av egenskapene til bølgen eller kraften som produserer den. Denne forplantningshastigheten for lydbølger kalles også lydens hastighet. I jordens atmosfære, temperaturen er 20ºC, som er 343 meter i sekundet.
Lydens hastighet varierer med forplantningsmediet og måten den forplanter seg på i mediet bidrar til å bedre forstå visse egenskaper ved overføringsmediet. Når temperaturen på forplantningsmediet endres, vil lydhastigheten også endres. Dette er fordi en økning i temperaturen fører til en økning i frekvensen av interaksjoner mellom partikler som bærer vibrasjoner, noe som gir en økning i hastigheten på bølgen.
Generelt sett er lydhastigheten i faste stoffer høyere enn i væsker, og lydhastigheten i væsker er høyere enn i gasser. Dette er fordi jo mer fast stoff, jo større grad av kohesjon av atombindingene, noe som favoriserer forplantning av lydbølger.
Hastigheten på lydutbredelse avhenger hovedsakelig av elastisiteten til mediet som formerer det. Elastisitet refererer til evnen til å gjenopprette sin opprinnelige form.
Hva er lyd
Lyd er en trykkbølge som kan spre seg gjennom luften ved kompresjon og depresjon. Lyden vi oppfatter rundt oss er ikke annet enn energi generert av vibrasjoner som forplanter seg gjennom luften eller et annet medium, som kan mottas og høres når den når det menneskelige øret. Vi vet at lyd beveger seg i form av bølger.
Bølger er vibrasjonsforstyrrelser i mediet, som overfører energi fra ett punkt til et annet uten direkte kontakt mellom disse to punktene. Vi kan si at bølgen produseres av vibrasjonen av partiklene i mediet den passerer gjennom, det vil si forplantningsprosessen som tilsvarer den langsgående forskyvningen (i forplantningsretningen) av luftmolekylene. Området med stor forskyvning vises i området der amplituden til trykkendringen er null og omvendt.
Lyden i en høyttaler
Luft i et rør med en høyttaler i den ene enden og lukket i den andre enden vibrerer i form av bølger. Statisk på langs. Egne vibrasjonsmåter for rør med disse egenskapene. Det tilsvarer en sinusbølge, hvis bølgelengde er slik at det er et punkt på null amplitude. Eksosnoden i enden av høyttaleren og den lukkede enden av røret, fordi luften ikke kan bevege seg fritt på grunn av henholdsvis høyttaleren og rørhetten. I disse nodene har vi en maksimal variasjon av trykket, en antinode eller mage, til den stående bølgen.
Lydhastighet i forskjellige medier
Lydens hastighet varierer i henhold til mediet der lydbølgen forplanter seg. Det endres også med temperaturen på mediet. Dette er fordi en økning i temperaturen forårsaker en økning i frekvensen av interaksjoner mellom partikler som bærer vibrasjoner, og en økning i denne aktiviteten øker hastigheten.
For eksempel, i snø, kan lyd reise lange avstander. Dette skyldes brytning under snø, som ikke er et homogent medium. Hvert lag med snø har en annen temperatur. De dypeste stedene som solen ikke kan nå er kaldere enn overflaten. I disse kjøligere lagene nær bakken er hastigheten på lydutbredelsen lavere.
Generelt sett er lydhastigheten høyere i faste stoffer enn i væsker og større i væsker enn i gasser. Dette er fordi jo høyere kohesjonen mellom atom- eller molekylbindingene er, desto sterkere er stoffet. Lydhastigheten i luft (ved en temperatur på 20 ° C) er 343,2 m / s.
La oss se lydens hastighet i noen medier:
- I luft, ved 0 ° C, beveger lyd seg med en hastighet på 331 m / s (for hver grad Celsius temperaturen stiger, øker lydens hastighet med 0,6 m / s).
- I vann (ved 25 ° C) er det 1593 m / s.
- I vev er det 1540 m / s.
- I tre er det 3700 m / s.
- I betong er det 4000 m / s.
- I stål er det 6100 m / s.
- I aluminium er det 6400 m / s.
- I kadmium er det 12400 XNUMX m / s.
Forplantningshastigheten til trykkbølgen er svært viktig i studiet av resonansfenomenet i kollektoren til en stempelmotor og avhenger av omgivelsenes egenskaper. For gasser er for eksempel den fordampede blandingen i inntaksmanifolden eller gassene som brennes i eksosmanifolden avhengig av deres tetthet og trykk.
Typer av forplantningsbølger
Det er to typer bølger: langsgående bølger og tverrgående bølger.
- Langsgående bølge: Bølge der partiklene i et medium vibrerer fra den ene siden til den andre i samme retning som bølgen. Mediet kan være fast, flytende eller gassformig. Derfor er lydbølger langsgående bølger.
- Tverrgående bølge: Bølge der partiklene i mediet vibrerer opp og ned "i rette vinkler" til bølgens bevegelsesretning. Disse bølgene vises bare i faste stoffer og væsker, ikke i gasser.
Men husk at bølger beveger seg i alle retninger, så det er lettere å tenke på dem som å passere gjennom en kule.
Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om lydhastigheten og dens egenskaper.