Hitrost zvoka

hitrost zvoka v letalih

Zagotovo ste že velikokrat videli, da ob nevihti najprej obstaja svetloba, ki je strela, nato pa pride zvok. To je posledica Hitrost zvoka. Znanstveniki so ugotovili, kakšna je največja hitrost, ki jo zvok lahko širi po zraku. V fiziki je to zelo pomembno.

Zato bomo ta članek namenili povedati vse, kar morate vedeti o hitrosti zvoka in njegovem širjenju.

Hitrost zvoka

Hitrost zvoka

Hitrost širjenja zvočnega vala je odvisna od značilnosti medija, v katerem se širi, ne pa od značilnosti vala ali sile, ki ga proizvaja. Ta hitrost širjenja zvočnih valov se imenuje tudi hitrost zvoka. temperatura je 20 ° C, kar je 343 metrov na sekundo.

Hitrost zvoka se spreminja glede na medij širjenja in način njegovega širjenja v mediju pomaga bolje razumeti nekatere značilnosti prenosnega medija. Ko se temperatura medija za širjenje spremeni, se bo spremenila tudi hitrost zvoka. To je zato, ker zvišanje temperature vodi do povečanja frekvence interakcij med delci, ki prenašajo vibracije, kar pomeni povečanje hitrosti vala.

Na splošno je hitrost zvoka v trdnih snoveh večja kot v tekočinah in hitrost zvoka v tekočinah je višja kot v plinih. To je zato, ker je bolj trdna snov večja stopnja kohezije atomskih vezi, kar daje prednost širjenju zvočnih valov.

Hitrost širjenja zvoka je odvisna predvsem od elastičnosti medija, ki ga širi. Elastičnost se nanaša na sposobnost obnove prvotne oblike.

Kaj je zvok

Zvok je tlačni val, ki se lahko širi po zraku s stiskanjem in depresijo. Zvok, ki ga zaznavamo okoli sebe, ni nič drugega kot energija, ki jo ustvarjajo vibracije, ki se širijo po zraku ali katerem koli drugem mediju, ki ga je mogoče sprejeti in slišati, ko doseže človeško uho. Vemo, da zvok potuje v obliki valov.

Valovi so vibracijske motnje v mediju, ki prenašajo energijo iz ene točke v drugo brez neposrednega stika med tema dvema točkama. Lahko rečemo, da val nastane z vibracijami delcev medija, skozi katerega prehaja, torej s procesom širjenja, ki ustreza vzdolžnemu premiku (v smeri širjenja) molekul zraka. Območje z velikim premikom se pojavi na območju, kjer je amplituda spremembe tlaka nič in obratno.

Zvok v zvočniku

zvočnik

Zrak v cevi z zvočnikom na enem koncu in zaprtim na drugem koncu vibrira v obliki valov. Statično vzdolžno. Lastni načini vibracij cevi s temi lastnostmi. Ustreza sinusnemu valu, katerega valovna dolžina je taka, da obstaja točka ničelne amplitude. Izpušno vozlišče na koncu zvočnika in zaprt konec cevi, ker se zrak zaradi zvočnika in pokrova cevi ne more prosto gibati. V teh vozliščih imamo največjo variacijo pritiska, antinode ali trebuha, stoječega vala.

Hitrost zvoka v različnih medijih

zvočni eksperiment

Hitrost zvoka se spreminja glede na medij, v katerem se zvočni val širi. Prav tako se spreminja s temperaturo medija. To je zato, ker zvišanje temperature povzroči povečanje frekvence interakcij med delci, ki prenašajo vibracije, in povečanje te aktivnosti poveča hitrost.

Na primer, v snegu lahko zvok potuje na velike razdalje. To je posledica loma pod snegom, ki ni homogen medij. Vsaka plast snega ima drugačno temperaturo. Najgloblji kraji, do katerih sonce ne more priti, so hladnejši od površine. V teh hladnejših plasteh blizu tal je hitrost širjenja zvoka počasnejša.

Na splošno je hitrost zvoka v trdnih snoveh večja kot v tekočinah in večja v tekočinah kot v plinih. To je zato, ker je višja kohezija atomskih ali molekularnih vezi, močnejša je snov. Hitrost zvoka v zraku (pri temperaturi 20 ° C) je 343,2 m / s.

Poglejmo hitrost zvoka v nekaterih medijih:

  • V zraku pri 0 ° C zvok potuje s hitrostjo 331 m / s (za vsako stopinjo Celzija se temperatura dvigne, hitrost zvoka se poveča za 0,6 m / s).
  • V vodi (pri 25 ° C) je 1593 m / s.
  • V tkivih je 1540 m / s.
  • V lesu je 3700 m / s.
  • V betonu je 4000 m / s.
  • V jeklu je 6100 m / s.
  • V aluminiju je 6400 m / s.
  • V kadmiju je 12400 m / s.

Hitrost širjenja tlačnega vala je zelo pomembna pri preučevanju pojava resonance v kolektorju batnega motorja in je odvisna od značilnosti okolja. Na primer, pri plinih je uparjena mešanica v sesalnem razdelilniku ali plini, izgoreli v izpušnem kolektorju, odvisna od njihove gostote in tlaka.

Vrste širjenja valov

Obstajata dve vrsti valov: vzdolžni in prečni.

  • Vzdolžni val: Valov, pri katerem delci medija vibrirajo z ene strani na drugo v isti smeri kot val. Medij je lahko trden, tekoč ali plinast. Zato so zvočni valovi vzdolžni valovi.
  • Prečni val: Valov, pri katerem delci v mediju vibrirajo navzgor in navzdol "pod pravim kotom" do smeri gibanja vala. Ti valovi se pojavljajo le v trdnih snoveh in tekočinah, ne v plinih.

Vendar ne pozabite, da valovi potujejo v vse smeri, zato si jih je lažje predstavljati kot prehajanje skozi kroglo.

Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o hitrosti zvoka in njegovih značilnostih.


Vsebina članka je v skladu z našimi načeli uredniška etika. Če želite prijaviti napako, kliknite tukaj.

Bodite prvi komentar

Pustite svoj komentar

Vaš e-naslov ne bo objavljen. Obvezna polja so označena z *

*

*

  1. Za podatke odgovoren: Miguel Ángel Gatón
  2. Namen podatkov: Nadzor neželene pošte, upravljanje komentarjev.
  3. Legitimacija: Vaše soglasje
  4. Sporočanje podatkov: Podatki se ne bodo posredovali tretjim osebam, razen po zakonski obveznosti.
  5. Shranjevanje podatkov: Zbirka podatkov, ki jo gosti Occentus Networks (EU)
  6. Pravice: Kadar koli lahko omejite, obnovite in izbrišete svoje podatke.