Πώς θα βρείτε την ταχύτητα του ήχου στον αέρα;
1. Χρησιμοποιώντας έναν τύπο:
* Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι: *Ταχύτητα ήχου =331.5 + 0.6*t*
* Όπου T είναι η θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου.
* Αυτός ο τύπος βασίζεται σε εμπειρικές παρατηρήσεις και λειτουργεί καλά για θερμοκρασίες κοντά στη θερμοκρασία δωματίου.
2. Πειραματικά:
* Μέθοδος 1:Μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται για τον ήχο να ταξιδέψει μια γνωστή απόσταση.
* Θα χρειαστείτε:
* Μια πηγή ήχου (π.χ. ένα πιρούνι συντονισμού ή σφυρίχτρα)
* Δύο μικρόφωνα έβαλαν μια γνωστή απόσταση μεταξύ τους
* Χρονοδιακόπτης ή παλμογράφο για τη μέτρηση της χρονικής διαφοράς μεταξύ του ήχου που φτάνει στα μικρόφωνα.
* Διαδικασία:
1. Κάντε έναν ήχο κοντά στο πρώτο μικρόφωνο.
2. Μετρήστε τη διαφορά χρόνου μεταξύ του ήχου που φτάνει στο πρώτο και το δεύτερο μικρόφωνα.
3. Υπολογίστε την ταχύτητα του ήχου διαιρώντας την απόσταση μεταξύ των μικροφώνων με τη διαφορά χρόνου.
* Μέθοδος 2:Μέθοδος συντονισμού:
* Θα χρειαστείτε:
* Ένας μακρύς, κυλινδρικός σωλήνας (π.χ. σωλήνας PVC)
* Ένα πιρούνι συντονισμού γνωστής συχνότητας
* Ένας βαθμολογημένος κύλινδρος γεμάτος με νερό
* Ένας κυβερνήτης
* Διαδικασία:
1, χτυπήστε το πιρούνι συντονισμού και κρατήστε το κοντά στο ανοιχτό άκρο του σωλήνα.
2. Μειώστε αργά τη στάθμη του νερού στο σωλήνα ενώ ακούτε για έναν συντονιστικό ήχο.
3. Όταν εμφανιστεί ένας δυνατός συντονισμός, μετρήστε το μήκος της στήλης αέρα πάνω από τη στάθμη του νερού. Αυτό το μήκος αντιστοιχεί σε ένα τέταρτο μήκος κύματος του ηχητικού κύματος.
4. Υπολογίστε την ταχύτητα του ήχου χρησιμοποιώντας τον τύπο:* ταχύτητα ήχου =4 * Συχνότητα * Μήκος *
3. Χρησιμοποιώντας έναν ειδικό μετρητή ταχύτητας ήχου:
* Αυτά είναι εξειδικευμένα όργανα ειδικά σχεδιασμένα για να μετρήσουν την ταχύτητα του ήχου. Συχνά χρησιμοποιούν υπερηχητικά κύματα και χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανικά και ερευνητικά περιβάλλοντα.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Θερμοκρασία: Η ταχύτητα του ήχου επηρεάζεται από τη θερμοκρασία. Όσο πιο ζεστός είναι ο αέρας, τόσο πιο γρήγορα ο ήχος ταξιδεύει.
* υγρασία: Η υγρασία παίζει επίσης ρόλο, με υψηλότερη υγρασία να οδηγεί γενικά σε ελαφρώς πιο αργές ταχύτητες ήχου.
* άνεμος: Ο άνεμος μπορεί να επηρεάσει τη μετρούμενη ταχύτητα του ήχου. Για ακριβείς μετρήσεις, προσπαθήστε να ελαχιστοποιήσετε την επίδραση του ανέμου ή να την λάβετε υπόψη στους υπολογισμούς σας.
Με την κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν την ταχύτητα ήχου και τη χρήση κατάλληλων μεθόδων, μπορείτε να καθορίσετε την ταχύτητα του ήχου στον αέρα με διαφορετικούς βαθμούς ακρίβειας.
