Брзина звука

Из Википедије, слободне енциклопедије

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[уреди]

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[уреди]

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

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

  • За лонгитудиналани талас:
  • За трансверзалан талас:

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

  • За лонгитудиналан талас:
.
  • За трансверзални талас:
.

Брзина звука у течним срединама[уреди]

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

,

E- коефицијент стишљивости, а -густина.

Брзина звука у гасовитим срединама[уреди]

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

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

Из једначине стања идеалног гаса .

Уврштавањем у први образац добија се формула:

,

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[уреди]

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[уреди]