শব্দের দ্রুতির গতি যা দিয়ে অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ একটি প্রদত্ত মাঝারি সঞ্চারিত ধারাবাহিক চাপ এবং প্রসারণও উত্পাদক, যা শব্দ হিসাবে মস্তিষ্ক ব্যাখ্যা সমতুল্য।

সুতরাং, শব্দ তরঙ্গ সময় প্রতি ইউনিট একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব ভ্রমণ করে, এটি যে মাধ্যমটি দিয়ে ভ্রমণ করে তার উপর নির্ভর করে। প্রকৃতপক্ষে, শব্দ তরঙ্গগুলি সংঘটিত হওয়ার শুরুতে উল্লিখিত সংক্ষেপগুলি এবং বিস্তৃতকরণের জন্য একটি উপাদান মাধ্যমের প্রয়োজন medium যে কারণে শব্দ শূন্যে প্রচার করে না।

চিত্র 1. সুপারসোনিক বিমানটি শব্দ বাধা ভঙ্গ করছে plane উত্স: পিক্সবে

তবে যেহেতু আমরা বাতাসের সাগরে নিমজ্জিত থাকি, শব্দ তরঙ্গের একটি মাধ্যম থাকে যার মধ্যে নড়াচড়া হয় এবং এটি শ্রবণকে অনুমতি দেয়। 20º সি তে বাতাসে শব্দের গতি প্রায় 343 মি / সেকেন্ড (1087 ফুট / সে), বা আপনি পছন্দ করলে প্রায় 1242 কিমি / ঘন্টা।

একটি মাধ্যমের শব্দের গতি খুঁজতে, আপনাকে এর বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পর্কে কিছুটা জানতে হবে।

যেহেতু উপাদানটির মাধ্যমটি পর্যায়ক্রমে সংশোধন করা হয়েছে যাতে শব্দটি প্রচার করতে পারে, তাই এটি বিকৃত করা কতটা সহজ বা কঠিন তা জেনে রাখা ভাল। সংকোচনেতা মডিউল বি আমাদের এই তথ্য সরবরাহ করে।

অন্যদিকে, medium হিসাবে চিহ্নিত মাধ্যমের ঘনত্বও প্রাসঙ্গিক হবে। যে কোনও মাধ্যমের একটি জড়তা রয়েছে যা শব্দ তরঙ্গ উত্তরণের জন্য প্রতিরোধে অনুবাদ করে, এক্ষেত্রে তাদের গতি কম হবে।

কিভাবে শব্দ গতি গণনা করতে?

একটি মাধ্যমের শব্দের গতি তার স্থিতিস্থাপক বৈশিষ্ট্য এবং এটি যে জড়তা উপস্থাপন করে তার উপর নির্ভর করে। যাক v শব্দের গতি হোক, সাধারণভাবে এটি সত্য যে:

হুকের আইনতে বলা হয়েছে যে মাঝারিটির বিকৃতিটি এটি প্রয়োগের চাপের সাথে সমানুপাতিক। আনুপাতিকতার ধ্রুবক হ'ল সংক্ষিপ্ত পরিমাণে উপাদানটির সংকোচনেতা মডুলাস বা ভলিউম্যাট্রিক মডুলাস, যা সংজ্ঞায়িত:

স্ট্রেন হ'ল ভলিউম পরিবর্তন ডিভি মূল ভলিউম ভি _ও দ্বারা বিভক্ত । এটি ভলিউমের মধ্যে অনুপাত হিসাবে, এটির মাত্রা অভাব রয়েছে। বি এর আগে বিয়োগ চিহ্নের অর্থ হল যে চেষ্টা করা হয়েছে, যা চাপ বৃদ্ধি, চূড়ান্ত পরিমাণটি প্রাথমিকের চেয়ে কম। এই সমস্ত সঙ্গে আমরা পেতে:

একটি গ্যাসে, ভলিউম্যাট্রিক মডিউলাসটি চাপের সাথে আনুপাতিক, অনুপাতের ধ্রুবক γ, যাকে গ্যাসের অ্যাডিয়াব্যাটিক ধ্রুবক বলে। এভাবে:

বি এর ইউনিটগুলি চাপের জন্য একই। অবশেষে গতিটি হ'ল:

Sonido y temperatura

De lo dicho anteriormente se desprende que la temperatura es realmente un factor determinante en la velocidad del sonido en un medio.

A medida que la sustancia se calienta, sus moléculas adquieren mayor rapidez y son capaces de colisionar con mayor frecuencia. Y mientras más colisionen, mayor será la velocidad del sonido en su interior.

Usualmente interesan mucho los sonidos que viajan por la atmósfera, ya que en esta nos encontramos inmersos y pasamos la mayor parte del tiempo. En tal caso la relación entre la rapidez del sonido y la temperatura es la siguiente:

331 m/s es la velocidad del sonido en el aire a 0 º C. A 20 º C,que equivalen a 293 kelvin, la velocidad del sonido es 343 m/s, como se mencionó al comienzo.

El número de Mach

El número Mach es una cantidad sin dimensiones que viene dada por el cociente entre la velocidad de un objeto, generalmente un avión, y la velocidad del sonido. Es muy conveniente para saber lo rápido que se mueve una aeronave con respecto al sonido.

Sea M el número Mach, V la velocidad del objeto -la aeronave-, y v_s la velocidad del sonido, tenemos:

Por ejemplo, si una aeronave se mueve a Mach 1, su velocidad es la misma que la del sonido, si se mueve a Mach 2 es el doble y así sucesivamente. Algunos aviones militares experimentales no tripulados incluso han llegado a Mach 20.

Velocidad del sonido en diferentes medios (aire, acero, agua…)

Casi siempre el sonido viaja más deprisa en los sólidos que en los líquidos, y a su vez es más rápido en los líquidos que en los gases, aunque hay algunas excepciones. El factor determinante es la elasticidad del medio, que es mayor conforme aumenta la cohesión entre los átomos o las moléculas que lo conforman.

Por ejemplo, en el agua el sonido se desplaza con más rapidez que en el aire. Esto se advierte de inmediato al sumergir la cabeza en el mar. Los sonidos de los motores de las embarcaciones lejanas se aprecian con más facilidad que al estar fuera del agua.

A continuación la velocidad del sonido para distintos medios, expresada en m/s:

• Aire (0 ºC): 331
• Aire (100 ºC): 386
• Agua dulce (25 ºC): 1493
• Agua de mar (25 ºC): 1533

Sólidos a temperatura ambiente

• Acero (Carbono 1018): 5920
• Hierro dulce: 5950
• Cobre: 4660
• Cobre enrollado: 5010
• Plata: 3600
• Vidrio: 5930
• Poliestireno: 2350
• Teflón: 1400
• Porcelana: 5840

Referencias

1. Elcometer. Tabla de velocidades para materiales predefinidos. Recobrado de: elcometer.com.
2. NASA. Speed of sound. Recobrado de: nasa.gov
3. Tippens, P. 2011. Física: Conceptos y Aplicaciones. 7ma Edición. McGraw Hill
4. Serway, R., Vulle, C. 2011. Fundamentos de Física. 9^na Ed. Cengage Learning.
5. Universidad de Sevilla. Número de Mach. Recuperado de: laplace.us.es