Cosa condizioni consentono suono per viaggiare più velocemente?

Cosa condizioni consentono suono per viaggiare più velocemente?

La velocità del suono nell'aria è normalmente circa 343 metri al secondo, ma che è l'unica vera in aria a pressione atmosferica standard. In altri media e in altre condizioni, il suono può viaggiare più veloce (o più lentamente) quanto farebbe normalmente. Un esempio comune è l'oceano, in cui il suono può viaggiare più velocemente di quanto non faccia in aria.

Natura del suono

I suoni sono onde meccaniche che si propagano attraverso i liquidi, gas e solidi. A differenza di radiazione elettromagnetica, un'onda sonora non può viaggiare attraverso lo spazio vuoto. L'energia in un'onda sonora viene trasferita da collisioni tra molecole; Queste molecole di aria, tuttavia, si stanno muovendo avanti e indietro, così l'onda sonora trasferisce energia ma non importa. Il movimento avanti e indietro o spostamento delle molecole si trova nella stessa direzione come il suono è in viaggio; Questo tipo di onda è chiamato un'onda longitudinale.

Suono in gas

La velocità del suono nei gas varia con la pressione; maggiore è la pressione, viaggerà più veloce il gas. Questa relazione è riflessa nell'equazione per la velocità del suono in un gas, velocità = radice quadrata di (costante x pressione / densità), dove la costante dipende dal gas. Monoatomico gas come l'elio hanno un più alto costante di gas biatomico, che hanno un più alto costante di gas poliatomici. Di conseguenza, maggiore pressione atmosferica causerà suono di viaggiare più velocemente, come sarà diminuita densità o la sostituzione di aria con un gas monoatomico come l'elio.

Velocità del suono in liquidi

Solidi e liquidi sono molto meno comprimibile rispetto gas, ma le onde sonore possono propagare attraverso questi materiali anche, tuttavia, e infatti le onde sonore nell'oceano viaggiare più velocemente di suono in aria. Alcuni mammiferi marini come la balenottera azzurra o megattera sfruttare questo fenomeno per comunicare. La velocità del suono in un liquido è descritto dalla velocità dell'equazione = radice quadrata di (B / densità), dove B misure di rigidezza di un materiale, o nella misura in cui resiste viene compresso. Sostituendo un materiale meno denso o una "rigida" aumenterà la velocità del suono attraverso un mezzo.

Velocità del suono in solidi

Il modo onde sonore viaggio nei solidi è complessa, anche se è un modo semplice per visualizzare e immaginando tutti gli atomi o le molecole nel solido come piccole sfere collegate tra loro con le molle. Come l'onda viaggia attraverso il solido, ogni atomo/molecola oscilla rapidamente avanti e indietro, alternativamente stretching e comprimendo le "molle" e trasferire l'energia delle onde ai loro vicini. L'equazione per la velocità del suono in solidi è la stessa di quella per la velocità del suono in liquidi, quindi applica lo stesso tipo di considerazioni. Maggiore "rigidità" o densità in diminuzione consentirà il suono di viaggiare più velocemente.