Cu siguranță de multe ori ați văzut că atunci când este o furtună, primul lucru care există este o lumină care este fulgerul și apoi sunetul ajunge. Acest lucru se datorează Viteza sunetului. Oamenii de știință au descoperit care este viteza maximă pe care sunetul o poate propaga prin aer. În fizică, acest lucru este destul de important.
Prin urmare, vom dedica acest articol pentru a vă spune tot ce trebuie să știți despre viteza sunetului și cum se propagă.
Viteza sunetului
Viteza de propagare a unei unde sonore depinde de caracteristicile mediului în care este propagată, nu de caracteristicile undei sau de forța care o produce. Această viteză de propagare a undelor sonore este numită și viteza sunetului. În atmosfera Pământului, temperatura este de 20 ° C, adică 343 metri pe secundă.
Viteza sunetului variază în funcție de mediul de propagare și modul în care acesta se propagă în mediu ajută la înțelegerea mai bună a anumitor caracteristici ale mediului de transmisie. Când temperatura mediului de propagare se schimbă, se va schimba și viteza sunetului. Acest lucru se datorează faptului că o creștere a temperaturii duce la o creștere a frecvenței interacțiunilor dintre particulele care transportă vibrații, ceea ce se traduce printr-o creștere a vitezei valului.
În general vorbind, viteza sunetului în solide este mai mare decât în lichide, iar viteza sunetului în lichide este mai mare decât în gaze. Acest lucru se datorează faptului că, cu cât este mai solidă materia, cu atât este mai mare gradul de coeziune a legăturilor atomice, care favorizează propagarea undelor sonore.
Viteza de propagare a sunetului depinde în principal de elasticitatea mediului care îl propagă. Elasticitatea se referă la capacitatea de a-și restabili forma originală.
Ce este sunetul
Sunetul este o undă de presiune care se poate propaga prin aer prin compresie și depresie. Sunetul pe care îl percepem în jurul nostru nu este altceva decât energia generată de vibrațiile care se propagă prin aer sau orice alt mediu, care poate fi recepționat și auzit când ajunge la urechea umană. Știm că sunetul se deplasează sub formă de unde.
Valurile sunt tulburări vibratorii în mediu, care transferă energia de la un punct la altul fără contact direct între aceste două puncte. Putem spune că unda este produsă de vibrația particulelor mediului prin care trece, adică procesul de propagare corespunzător deplasării longitudinale (în direcția de propagare) a moleculelor de aer. Zona cu deplasare mare apare în zona în care amplitudinea modificării presiunii este zero și invers.
Sunetul dintr-un difuzor
Aerul într-un tub cu difuzor la un capăt și închis la celălalt capăt vibrează sub formă de unde. Static longitudinal. Moduri proprii de vibrație a tuburilor cu aceste caracteristici. Corespunde unei unde sinusoidale, a cărei lungime de undă este de așa natură încât există un punct de amplitudine zero. Nodul de evacuare de la capătul difuzorului și capătul închis al tubului, deoarece aerul nu se poate mișca liber datorită difuzorului și, respectiv, capacului tubului. În aceste noduri avem o variație maximă a presiunii, un antinod sau burta, a undei staționare.
Viteza sunetului pe diferite medii
Viteza sunetului variază în funcție de mediul în care se propagă unda sonoră. De asemenea, se schimbă odată cu temperatura mediului. Acest lucru se datorează faptului că o creștere a temperaturii determină o creștere a frecvenței interacțiunilor dintre particulele care transportă vibrații și o creștere a acestei activități crește viteza.
De exemplu, în zăpadă, sunetul poate parcurge distanțe mari. Acest lucru se datorează refracției sub zăpadă, care nu este un mediu omogen. Fiecare strat de zăpadă are o temperatură diferită. Cele mai adânci locuri pe care soarele nu le poate atinge sunt mai reci decât suprafața. În aceste straturi mai reci aproape de sol, viteza de propagare a sunetului este mai mică.
În general vorbind, viteza sunetului este mai mare în solide decât în lichide și mai mare în lichide decât în gaze. Acest lucru se datorează faptului că cu cât coeziunea legăturilor atomice sau moleculare este mai mare, cu atât substanța este mai puternică. Viteza sunetului în aer (la o temperatură de 20 ° C) este de 343,2 m / s.
Să vedem viteza sunetului în unele medii:
- În aer, la 0 ° C, sunetul se deplasează cu o viteză de 331 m / s (pentru fiecare grad Celsius temperatura crește, viteza sunetului crește cu 0,6 m / s).
- În apă (la 25 ° C) este 1593 m / s.
- În țesuturi este de 1540 m / s.
- În lemn este de 3700 m / s.
- În beton este de 4000 m / s.
- În oțel este de 6100 m / s.
- În aluminiu este de 6400 m / s.
- În cadmiu este de 12400 m / s.
Viteza de propagare a undei de presiune este foarte importantă în studiul fenomenului de rezonanță în colectorul unui motor alternativ și depinde de caracteristicile mediului. De exemplu, pentru gaze, amestecul vaporizat din galeria de admisie sau gazele arse în galeria de evacuare depind de densitatea și presiunea acestora.
Tipuri de unde de propagare
Există două tipuri de unde: unde longitudinale și unde transversale.
- Unda longitudinală: Unda în care particulele unui mediu vibrează de la o parte la alta în aceeași direcție ca unda. Mediul poate fi solid, lichid sau gazos. Prin urmare, undele sonore sunt unde longitudinale.
- Unda transversală: Unda în care particulele din mediu vibrează în sus și în jos „în unghi drept” față de direcția de mișcare a undei. Aceste unde apar numai în solide și lichide, nu în gaze.
Amintiți-vă însă că valurile călătoresc în toate direcțiile, deci este mai ușor să le gândiți ca trecând printr-o sferă.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre viteza sunetului și caracteristicile acestuia.