Швидкість звуку

швидкість звуку в літаках

Напевно, багато разів ви бачили, що під час грози перше, що є, - це світло, яке є блискавкою, а потім приходить звук. Це пов'язано з Швидкість звуку. Вчені з’ясували, якою максимальною швидкістю звук може поширюватися по повітрю. У фізиці це дуже важливо.

Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам все, що вам потрібно знати про швидкість звуку та як він поширюється.

Швидкість звуку

Швидкість звуку

Швидкість поширення звукової хвилі залежить від характеристик середовища, в якій вона поширюється, а не від характеристик хвилі чи сили, яка її створює. Цю швидкість поширення звукових хвиль також називають швидкістю звуку. В атмосфері Землі, температура 20ºC, тобто 343 метри в секунду.

Швидкість звуку залежить від середовища розповсюдження, і спосіб його поширення в середовищі допомагає краще зрозуміти певні характеристики середовища передачі. При зміні температури середовища поширення змінюється і швидкість звуку. Це пояснюється тим, що підвищення температури призводить до збільшення частоти взаємодій між частинками, які несуть коливання, що означає збільшення швидкості хвилі.

Взагалі кажучи, швидкість звуку у твердих тілах вища, ніж у рідинах, а швидкість звуку у рідинах вища, ніж у газах. Це пояснюється тим, що чим твердіша речовина, тим більший ступінь зчеплення атомних зв’язків, що сприяє поширенню звукових хвиль.

Швидкість поширення звуку залежить головним чином від пружності середовища, яке його поширює. Під еластичністю розуміється здатність відновлювати первісну форму.

Що таке звук

Звук - це хвиля тиску, яка може поширюватися по повітрю шляхом стиснення і пригнічення. Звук, який ми сприймаємо навколо себе, - це не що інше, як енергія, породжена вібраціями, що поширюються по повітрю або будь -якому іншому середовищу, яке можна сприйняти і почути, коли воно досягне людського вуха. Ми знаємо, що звук рухається у формі хвиль.

Хвилі - це коливальні порушення в середовищі, які передають енергію з однієї точки в іншу без прямого контакту між цими двома точками. Можна сказати, що хвиля виникає внаслідок коливання частинок середовища, через яке вона проходить, тобто процесу поширення, відповідного поздовжньому зміщенню (у напрямку поширення) молекул повітря. Область з великим зміщенням з'являється в області, де амплітуда зміни тиску дорівнює нулю і навпаки.

Звук у динаміку

альтавоз

Повітря у трубці з динаміком на одному кінці та закритим на іншому кінці вібрує у вигляді хвиль. Статичний поздовжньо. Власні режими вібрації труб з цими характеристиками. Він відповідає синусоїді, довжина хвилі якої така, що існує точка нульової амплітуди. Випускний вузол на кінці динаміка і закритий кінець трубки, оскільки повітря не може вільно рухатися через динамік і ковпачок трубки відповідно. У цих вузлах ми маємо максимальне коливання тиску, пуччя або черево, стоячої хвилі.

Швидкість звуку в різних середовищах

звуковий експеримент

Швидкість звуку залежить від середовища, в якому поширюється звукова хвиля. Вона також змінюється з температурою середовища. Це пояснюється тим, що підвищення температури викликає збільшення частоти взаємодій між частинками, які несуть коливання, а збільшення цієї активності збільшує швидкість.

Наприклад, у снігу звук може поширюватися на великі відстані. Це відбувається через заломлення під снігом, який не є однорідним середовищем. Кожен шар снігу має різну температуру. Найглибші місця, до яких сонце не може дістатися, холодніші за поверхню. У цих прохолодних шарах близько до землі швидкість поширення звуку повільніша.

Взагалі кажучи, швидкість звуку у твердих тілах більша, ніж у рідинах, і у рідинах більша, ніж у газах. Це пояснюється тим, що чим вище когезія атомних або молекулярних зв’язків, тим міцніше речовина. Швидкість звуку в повітрі (при температурі 20 ° С) становить 343,2 м / с.

Давайте подивимося швидкість звуку в деяких засобах масової інформації:

  • У повітрі при 0 °С звук поширюється зі швидкістю 331 м/с (з кожним градусом Цельсія підвищується температура, швидкість звуку збільшується на 0,6 м/с).
  • У воді (при 25 ° С) це 1593 м / с.
  • У тканинах це 1540 м / с.
  • У деревині це 3700 м / с.
  • У бетоні це 4000 м / с.
  • У сталі це 6100 м / с.
  • У алюмінію це 6400 м / с.
  • У кадмію це 12400 XNUMX м / с.

Швидкість поширення хвилі тиску дуже важлива при вивченні резонансного явища в колекторі поршневого двигуна і залежить від характеристик середовища. Наприклад, для газів випарна суміш у впускному колекторі або гази, спалені у випускному колекторі, залежать від їх щільності та тиску.

Види хвиль, що поширюються

Існує два типи хвиль: поздовжні та поперечні.

  • Поздовжня хвиля: Хвиля, в якій частинки середовища вібрують з одного боку на інший у тому ж напрямку, що і хвиля. Середовище може бути твердим, рідким або газоподібним. Тому звукові хвилі - це поздовжні хвилі.
  • Поперечна хвиля: Хвиля, в якій частинки середовища вібрують вгору і вниз "під прямим кутом" до напрямку руху хвилі. Ці хвилі виникають тільки в твердих тілах і рідинах, а не в газах.

Але пам’ятайте, що хвилі рухаються в усіх напрямках, тому простіше вважати їх проходженням через сферу.

Сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете більше дізнатися про швидкість звуку та його характеристики.


Зміст статті відповідає нашим принципам редакційна етика. Щоб повідомити про помилку, натисніть тут.

Будьте першим, щоб коментувати

Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові для заповнення поля позначені *

*

*

  1. Відповідальний за дані: Мігель Анхель Гатон
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.