Τι καθορίζει την ταχύτητα του ηχητικού κύματος;
1. Μεσαίο:
* Πυκνότητα: Ο ήχος ταξιδεύει γρηγορότερα σε πυκνότερα μέσα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια είναι πιο κοντά, επιτρέποντας την αποτελεσματικότερη μεταφορά ενέργειας μέσω συγκρούσεων. Για παράδειγμα, ο ήχος ταξιδεύει γρηγορότερα στο νερό από ό, τι στον αέρα.
* ελαστικότητα: Ο ήχος ταξιδεύει ταχύτερα σε πιο ελαστικά μέσα. Η ελαστικότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός υλικού να επιστρέφει στο αρχικό του σχήμα μετά την παραμόρφωσή του. Ένα πιο ελαστικό υλικό επιτρέπει ταχύτερους κραδασμούς και επομένως ταχύτερη διάδοση ήχου.
2. Θερμοκρασία:
* Θερμοκρασία: Ο ήχος ταξιδεύει γρηγορότερα σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα μόρια σε μια μεσαία κίνηση κινούνται ταχύτερα και συγκρούονται συχνότερα, οδηγώντας σε ταχύτερη μεταφορά ενέργειας.
3. Άλλοι παράγοντες:
* Πίεση: Ενώ η πίεση μπορεί να έχει μικρή επίδραση στην ταχύτητα ήχου, είναι γενικά λιγότερο σημαντική από την πυκνότητα και τη θερμοκρασία.
* υγρασία: Η υγρασία μπορεί να αυξήσει ελαφρώς την ταχύτητα του ήχου στον αέρα, καθώς τα μόρια του νερού είναι πιο σφιχτά συσκευασμένα από τα μόρια αέρα.
Φόρμουλα:
Η ταχύτητα του ήχου (V) μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
`` `
v =√ (e/ρ)
`` `
όπου:
* e είναι το μέγιστο μέτρο ελαστικότητας του μέσου
* ρ είναι η πυκνότητα του μέσου
Παραδείγματα:
* αέρας στους 20 ° C: Η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 343 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s).
* νερό στους 20 ° C: Η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 1482 m/s.
* χάλυβα: Η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 5960 m/s.
Σημαντική σημείωση:
Η ταχύτητα του ήχου είναι μια σταθερή τιμή για ένα δεδομένο μέσο σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Αυτό σημαίνει ότι η συχνότητα και το μήκος κύματος ενός ηχητικού κύματος μπορεί να αλλάξει, αλλά η ταχύτητα θα παραμείνει σταθερή.
