Brzina zvuka
Brzina zvuka je brzina kojom se u nekom mediju (gas, tekućina, materija u krutom stanju) šire zvučni talasi. Ovisi o elastičnosti i gustoći medija za suhi vazduh pri temperaturi od 20°C iznosi 343 m/s (1235 km/h). Talasi s u gasu i tekućini longitudinalni dok kod materije u krutom stanju mogu biti istovrememno longitudinalni i transverzalni. Brzina se izražava slovom c.[1]
Brzina zvuka u vazduhu
[uredi | uredi izvor]Prva mjerenja
[uredi | uredi izvor]Još u 17. vijeku vršena su prva mjerenja. Tokom pucanja iz topova, mjerena je vremenska razlika između bljeska paljenja i trenutka kada se začuje pucanj. Tada je određena približna brzina zvuka oko 300 m/s. Značajan eksperiment, na dan 22. juna 1822 obavili su Humboldt, Gay-Lussac i Arago. Upotrebljena su dva topa, raspoređena na različitim brežuljcima s razmakom od 18622 m. Naizmjeničnim pucanjem iz topova izmjereno je vrijeme od 54,6 s što odgovara brzini od 341 m/s.[2] U vodiku brzina iznosi 1300 m/s a u heliju 900 m/s.[3]
Proračun je moguć i pomoću formule: c2=(cp/cV)×R×T/M [4]
- cs: brzina zvuka
- cp: specifična toplota kod konstantnog pritiska
- cv: specifična toplota kod konstante zapremine
- R: univerzalna gasna konstanta
- T: temperatura izražena u K
- M: molarna masa
Brzina zvuka u vodi
[uredi | uredi izvor]Ista jednačina može se upotrijebiti i kod proračuna brzine zvuka u vodi odnosno tečnosti. Voda ima i mnogo manje promjene ovisne o temperaturi u pritisku nego gasovi. Brzina zvuka u vodi iznosi 1450 m/s.[4]
Brzina zvuka u čvrstoj materiji
[uredi | uredi izvor]Za razliku od gasova i tekućina, brzina zvuka ovdje ovisi pored gustine i od Youngovog modula elastičnosti. Zvučni talasi mogu biti i longitudinalni i transverzalni. Kod materije koja nije izotropna brzina ovisi od pravca širenja talasa.[1] U betonu brzina iznosi 3100 m/s a željezu 5000 m/s. Kod porasta frekvencije (ultrazvuk) širenje zvuka je ograničeno.[5]
Zanimljivosti
[uredi | uredi izvor]Tokom nevremena moguće je odrediti udaljenost udara munje. U trenutku kad bljesne munja počinju se odbrojavati sekunde, kad odjekne grom broj sekundi podjeli se kroz 3 i dobije se udaljenost munje u km.[3]
Vanjski linkovi
[uredi | uredi izvor]- The Speed of Sound at MathPages
- Calculation: Speed of sound in air and the temperature
- Neira, Torić Građevinski fakultet Rijeka, Diplomski rad[mrtav link]
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ a b Schallwellen und die Schallgeschwindigkeit Arhivirano 23. 2. 2018. na Wayback Machine sa Univerziteta u Göttingenu; pristupljeno 27.6.2015 (de)
- ^ Schallgeschwindigkeit Arhivirano 23. 6. 2015. na Wayback Machineleifiphysik, pristupljeno 27.6.2015 (de)
- ^ a b Schallgeschwindigkeit des Donners bestimmt die Entfernung zum blitzenden Gewitter iz Welt; objavljeno 23.2.2005, pristupljeno 27.6.2015 (de)
- ^ a b Schallgeschwindigkeitspektrum.de, pristupljeno 27.6.2015 (de)
- ^ Schallgeschwindigkeit in Festkörpern - Körperschall Arhivirano 5. 3. 2016. na Wayback Machine Univerzitet u Frankfurtu, pristupljeno 27.6.2015 (de)
Nedovršeni članak Brzina zvuka koji govori o fizici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.