Брзина звука

Брзина звука у ваздуху при нормалним условима износи око 340 метара у секунди (1224 километра на сат). Брзина се мења у зависности од средине кроз коју пролази (ваздух, вода...). Уопштено говорећи, имајући у виду еластичност супстанцијалних средина може се уочити правилност у односу брзина кроз средине одређених агрегатних стања. Тако се звук, по правилу најбрже простире кроз чврсте средине, нешто спорије кроз течне, а још спорије кроз гасовите.

Брзина звука у вакууму

Брзина звука у вакууму једнака је нули. Пошто је за простирање механичких таласа потребна супстанцијална средина, која за разлику од вакуума поседује еластичност, механички таласи, у које се убраја и звук се не простиру кроз вакуум.

Брзина звука у чврстим телима

У чврстим телима звук може бити и трансверзални и лонгитудинални талас.

Уколико је густина $\rho$, Поасонов коефицијент $\mu$ и Јунгов модул еластичности E важе следећи обрасци за брзину звука у чврстим телима:

• За лонгитудиналани талас:

$c = \sqrt{E \, (1- \mu) \over \rho \, (1- \mu - 2 \mu^2) } \,$

• За трансверзалан талас:

$c = \sqrt{E \over {2 \cdot \rho \, \cdot (1+ \mu)} } \,$

Ове формуле се могу у извесној мери поједноставити, и уз одговарајуће апоскримације оне постају приближно еквивалентне следећим:

• За лонгитудиналан талас:

$c = {\sqrt{E \over \rho}}$.

• За трансверзални талас:

$c = {\sqrt{G \over \rho}}$.

Брзина звука у течним срединама

Звук је у течној средини лонгитудиналан талас. Брзина звука у течној средини се рачуна по формули:

$c = {\sqrt{\frac{E}{\rho}}}$,

E- коефицијент стишљивости, а $\rho$ -густина.

Брзина звука у гасовитим срединама

Брзина звука у средини коју сачињава идеални гас рачуна се формулом:

$c = {\sqrt{\frac{\gamma p}{\rho}}}$

Притом је p притисак, $\gamma$ Поасонов број, а $\rho$ густина. Ова формула се међутим може апоскримативно применити и на реалне гасове.

Из једначине стања идеалног гаса $pV=nRT => \rho = \frac{pM}{RT}$.

Уврштавањем у први образац добија се формула:

$c = {\sqrt{\frac{\gamma RT}{M}}}$,

где је R- универзална гасна константа, T- температура M- моларна маса. Из ње следи да брзина звука у идеалним гасовима зависи само од температуре, не и од притиска.

Табеларни подаци

У датој табели је приказана зависност брзине звука у ваздуху од вредности температуре и густине.

Температура(°C)	Брзина (m/s)	Густина ваздуха (kg/m³)
−25	315,8	1,423
−20	318,9	1,395
−15	322.1	1,368
−10	325,2	1,342
−5	328,3	1,317
0	331,3	1,292
+5	334.3	1,269
+10	337,3	1,247
+15	340,3	1,225
+20	343.2	1,204
+25	346,1	1,184
+30	349,0	1,164
+35	351.9	1,146

Види још

• Махов број
• Звук
• Талас
• Лонгитудинални талас
• Трансверзални талас
• Акустика