Hakika mara nyingi umeona kuwa kunapokuwa na dhoruba jambo la kwanza lililopo ni nuru ambayo ni umeme kisha sauti inafika. Hii ni kwa sababu ya Kasi ya sauti. Wanasayansi wamegundua ni kasi gani ya juu ambayo sauti inaweza kueneza kupitia hewa. Katika fizikia hii ni muhimu sana.
Kwa hiyo, tutajitolea makala hii ili kukuambia kila kitu unachohitaji kujua kuhusu kasi ya sauti na jinsi inavyoeneza.
Index
Kasi ya sauti
Kasi ya uenezaji wa wimbi la sauti inategemea sifa za njia ambayo inaenezwa, sio kwa sifa za wimbi au nguvu inayoizalisha. Kasi hii ya uenezaji wa mawimbi ya sauti pia huitwa kasi ya sauti. Katika anga ya Dunia, joto ni 20ºC, ambayo ni mita 343 kwa sekunde.
Kasi ya sauti hutofautiana na njia ya uenezaji na jinsi inavyoeneza katikati husaidia kuelewa vyema sifa fulani za kituo cha usambazaji. Wakati hali ya joto ya kati ya uenezi inabadilika, kasi ya sauti pia itabadilika. Hii ni kwa sababu ongezeko la joto husababisha kuongezeka kwa mzunguko wa mwingiliano kati ya chembe zinazobeba mitetemo. ambayo inatafsiri kuongezeka kwa kasi ya wimbi.
Kwa ujumla, kasi ya sauti katika yabisi ni kubwa kuliko vinywaji na kasi ya sauti katika vinywaji ni kubwa kuliko gesi. Hii ni kwa sababu jambo dhabiti zaidi, ndivyo kiwango cha mshikamano wa vifungo vya atomiki, ambayo inapendelea uenezaji wa mawimbi ya sauti.
Kasi ya uenezi wa sauti hutegemea haswa juu ya unyoofu wa chombo kinachoeneza. Elasticity inahusu uwezo wa kurejesha sura yake ya asili.
Sauti ni nini
Sauti ni wimbi la shinikizo ambalo linaweza kueneza kupitia hewa kwa kukandamiza na unyogovu. Sauti ambayo tunaona karibu nasi sio nguvu zaidi inayotokana na mitetemo ambayo hueneza kupitia hewani au njia nyingine yoyote, ambayo inaweza kupokelewa na kusikika inapofikia sikio la mwanadamu. Tunajua kwamba sauti husafiri kwa njia ya mawimbi.
Mawimbi ni usumbufu wa vibratory katika kati, ambayo huhamisha nishati kutoka hatua moja hadi nyingine bila kuwasiliana moja kwa moja kati ya pointi hizi mbili. Tunaweza kusema kuwa wimbi linazalishwa na kutetemeka kwa chembe za kati ambayo hupita, ambayo ni, mchakato wa uenezaji unaolingana na uhamishaji wa longitudinal (kwa mwelekeo wa uenezi) wa molekuli za hewa. Eneo lililo na uhamishaji mkubwa linaonekana katika eneo ambalo ukubwa wa mabadiliko ya shinikizo ni sifuri na kinyume chake.
Sauti katika spika
Hewa kwenye bomba na spika mwisho mmoja na kufungwa kwa upande mwingine hutetemeka kwa njia ya mawimbi. Tuli kwa muda mrefu. Njia za kutetemeka kwa mirija na sifa hizi. Inalingana na wimbi la sine, ambaye urefu wake ni kama kwamba kuna kiwango cha amplitude ya sifuri. Node ya kutolea nje mwishoni mwa spika na mwisho wa bomba, kwa sababu hewa haiwezi kusonga kwa uhuru kwa sababu ya spika na kofia ya bomba, mtawaliwa. Katika nodi hizi tuna tofauti kubwa ya shinikizo, antinode au tumbo, ya wimbi lililosimama.
Kasi ya sauti katika media tofauti
Kasi ya sauti hutofautiana kulingana na njia ambayo wimbi la sauti hueneza. Pia hubadilika na joto la kati. Hii ni kwa sababu ongezeko la joto husababisha kuongezeka kwa mzunguko wa mwingiliano kati ya chembe zinazobeba mitetemo, na ongezeko la shughuli hii huongeza kasi.
Kwa mfano, katika theluji, sauti inaweza kusafiri umbali mrefu. Hii ni kwa sababu ya kukataa chini ya theluji, ambayo sio njia inayofanana. Kila safu ya theluji ina joto tofauti. Sehemu za ndani kabisa ambazo jua haliwezi kufikia ni baridi kuliko uso. Katika tabaka hizi zilizo baridi karibu na ardhi, kasi ya uenezaji wa sauti ni polepole.
Kwa ujumla, kasi ya sauti ni kubwa katika yabisi kuliko vinywaji na kubwa katika vinywaji kuliko kwenye gesi. Hii ni kwa sababu juu ya mshikamano wa vifungo vya atomiki au Masi, dutu hii ina nguvu. Kasi ya sauti hewani (kwa joto la 20 ° C) ni 343,2 m / s.
Hebu tuone kasi ya sauti katika baadhi ya vyombo vya habari:
- Hewani, saa 0 ° C, sauti husafiri kwa kasi ya 331 m / s (kwa kila digrii Celsius joto huongezeka, kasi ya sauti huongezeka kwa 0,6 m / s).
- Katika maji (saa 25 ° C) ni 1593 m / s.
- Katika tishu ni 1540 m / s.
- Katika kuni ni 3700 m / s.
- Katika saruji ni 4000 m / s.
- Katika chuma ni 6100 m / s.
- Katika alumini ni 6400 m / s.
- Katika cadmium ni 12400 m / s.
Kasi ya uenezi wa wimbi la shinikizo ni muhimu sana katika utafiti wa hali ya sauti katika mtoza wa injini inayorudisha na inategemea sifa za mazingira. Kwa mfano, kwa gesi, mchanganyiko wa mvuke katika anuwai ya ulaji au gesi zilizochomwa katika anuwai ya kutolea nje hutegemea wiani na shinikizo.
Aina za mawimbi ya kueneza
Kuna aina mbili za mawimbi: mawimbi ya longitudinal na mawimbi ya kupita.
- Wimbi la muda mrefu: Wimbi ambalo chembe za sauti ya wastani hutetemeka kutoka upande mmoja hadi mwingine kwa mwelekeo sawa na wimbi. Ya kati inaweza kuwa imara, kioevu au gesi. Kwa hiyo, mawimbi ya sauti ni mawimbi ya longitudinal.
- Wimbi la kupita: Wimbi ambalo chembe za kati hutetemeka juu na chini "kwenye pembe za kulia" kuelekea mwelekeo wa mwendo wa wimbi. Mawimbi haya huonekana tu katika yabisi na vimiminika, sio gesi.
Lakini kumbuka kwamba mawimbi yanasafiri pande zote, kwa hivyo ni rahisi kuyafikiria kama yanapitia tufe.
Natumaini kwamba kwa habari hii unaweza kujifunza zaidi kuhusu kasi ya sauti na sifa zake.