Каква е скоростта на звука във въздуха - Честотата на камертона е 440 Hz - Природни науки
Съдържанието на статията
- Каква е скоростта на звука във въздуха
- Как да определите дълбочината
- Как да намерите периода на трептене и дължината на вълната
Звукът и неговото разпространение
Първите опити за разбиране на произхода на звука са направени преди повече от две хиляди години. В трудовете на древногръцките учени Птолемей и Аристотел са направени правилни предположения, че звукът се генерира от вибрации на тялото. Освен това Аристотел твърди, че скоростта на звука е измерима и крайна. Разбира се, в древна Гърция не е имало технически възможности за точни измервания, така че скоростта на звука е измерена относително точно едва през XVII век. За целта е използван метод за сравнение между времето за откриване на светкавица от изстрел и времето, след което звукът е достигнал до наблюдателя. В резултат на многобройни експерименти учените стигнаха до извода, че звукът се разпространява във въздуха със скорост от 350 до 400 метра в секунда.
Изследователите също установиха, че стойността на скоростта на разпространение на звуковите вълни в определена среда директно зависи от плътността и температурата на тази среда. И така, колкото по-рядък е въздухът, толкова по-бавен звук преминава през него. Освен това скоростта на звука е толкова по-висока, колкото по-висока е температурата на средата. Към днешна дата е общоприето, че скоростта на разпространение на звуковите вълни във въздуха при нормални условия (на морското равнище при температура 0ºС) е 331 метра в секунда.
Число на Мах
В реалния живот скоростта на звука е важен параметър в авиацията, но на височините, на които обикновено летят самолетите, характеристиките на околната среда са много различни от нормалните. Ето защо авиацията използва универсална концепция,което се нарича число на Мах, кръстено на австрийския физик Ернст Мах. Това число е скоростта на обекта, разделена на локалната скорост на звука. Очевидно е, че колкото по-ниска е скоростта на звука в среда със специфични параметри, толкова по-голямо ще бъде числото на Мах, дори ако скоростта на самия обект не се променя.
Практическото приложение на това число се дължи на факта, че движението със скорост, по-висока от скоростта на звука, се различава значително от движението с дозвукови скорости. Основно това се дължи на промяна в аеродинамиката на самолета, влошаване на неговата управляемост, нагряване на корпуса, както и устойчивост на вълни. Тези ефекти се наблюдават само когато числото на Мах надвишава единица, тоест обектът преодолява звуковата бариера. В момента има формули, които ви позволяват да изчислите скоростта на звука за определени параметри на въздуха и следователно да изчислите числото на Мах за различни условия.