Όταν η θερμοκρασία του αέρα είναι 25c ταχύτητα ένα ηχητικό κύμα που ταξιδεύει μέσω περίπου σε χύτευση χάλυβα ανιχνεύεται από;

Οι παρεχόμενες πληροφορίες είναι ελλιπείς. Για να προσδιορίσουμε την ταχύτητα ενός ηχητικού κύματος που ταξιδεύει μέσα από μια χύτευση χάλυβα, χρειαζόμαστε περισσότερο πλαίσιο. Εδώ είναι γιατί:

* Η θερμοκρασία του αέρα είναι άσχετη: Η ταχύτητα του ήχου σε χάλυβα καθορίζεται κυρίως από τις ιδιότητες υλικού του ίδιου του χάλυβα, όχι της θερμοκρασίας του αέρα.

* Ιδιότητες χύτευσης χάλυβα: Ο συγκεκριμένος τύπος χύτευσης χάλυβα διαδραματίζει σημαντικό ρόλο. Διαφορετικά κράματα χάλυβα έχουν διαφορετικές πυκνότητες και ελαστικά moduli, τα οποία επηρεάζουν την ταχύτητα του ήχου.

* Μέθοδος ανίχνευσης: Ενώ η ερώτηση αναφέρει "ανιχνεύεται από", δεν καθορίζει τη μέθοδο. Πώς ανιχνεύεται το ηχητικό κύμα (π.χ. χρησιμοποιώντας ένα μικρόφωνο, αισθητήρα υπερήχων) δεν θα επηρεάσει την ταχύτητα του ηχητικού κύματος μέσω του χάλυβα.

Για να απαντήσετε με ακρίβεια στην ερώτησή σας, χρειαζόμαστε:

1. (π.χ., ανθρακούχος, ανοξείδωτος χάλυβα, κ.λπ.)

2. Η μέθοδος ανίχνευσης του ηχητικού κύματος.

Γενικές πληροφορίες:

* Η ταχύτητα του ήχου στον χάλυβα είναι γενικά πολύ ταχύτερη από ό, τι στον αέρα. Είναι συνήθως στην περιοχή των 5.000 έως 6.000 μέτρων ανά δευτερόλεπτο (m/s).

* Ο τύπος για τον υπολογισμό της ταχύτητας του ήχου σε ένα στερεό είναι:

* speed =√ (e/ρ)

* Όπου το e είναι το ελαστικό μέτρο του υλικού και το «ρ» είναι η πυκνότητα.

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι η χύτευση χάλυβα είναι κατασκευασμένη από κοινό ανθρακούχο χάλυβα με:

* Ελαστικό μέτρο (e):200 GPa (2 x 10^11 pa)

* Πυκνότητα (ρ):7,850 kg/m³

Χρησιμοποιώντας τον τύπο:

* Ταχύτητα =√ (2 x 10^11 pa/7.850 kg/m³) ≈ 5.040 m/s

Πρόκειται για μια ακατάλληλη εκτίμηση και θα διαφέρει ανάλογα με την ακριβή σύνθεση χάλυβα.