Sesin Hızı Nedir?



Dünya'nın atmosferinde ses hızı saniyede 343 metredir; veya saniyede 2,91 veya bir mil saniyede 4,69.

İdeal bir gazdaki ses hızı sadece sıcaklığına ve bileşimine bağlıdır. Hızın, frekansa ve normal havadaki basınca bağlı olarak, ideal davranıştan biraz sapan, zayıf bir bağımlılığı vardır..

Sesin hızı nedir?

Genellikle, ses hızı, ses dalgalarının havada hareket ettiği hızı ifade eder. Ancak, sesin hızı maddeye göre değişmektedir. Örneğin, ses gazlarda daha yavaş, sıvılarda daha hızlı ve katılarda daha hızlı hareket eder.

Sesin hızı havada saniyede 343 metre ise, suda saniyede 1,484 metre ve demirde saniyede 5,120 metredir. İstisnai olarak sert bir malzemede, örneğin elmas gibi, ses saniyede 12.000 metrede hareket eder. Bu, normal koşullarda sesin seyahat edebildiği en yüksek hızdır..

Katılarda ses dalgaları, gaz ve sıvılardakine benzer sıkıştırma dalgalarından ve sadece katılarda mevcut olan dönme dalgaları denilen farklı bir dalga türünden oluşur. Katılarda dönme dalgaları genellikle farklı hızlarda hareket eder.

Katılarda sıkıştırma dalgalarının hızı, sıkıştırılabilirlik, yoğunluk ve ortamın esneklik enlemesine katsayısı tarafından belirlenir. Dönme dalgalarının hızı sadece modülün yoğunluğu ve enine esneklik modülü tarafından belirlenir.

Dinamik akışkanda, akışkan bir ortamda, gaz veya sıvı olarak sesin hızı, ortam içinde hareket eden bir nesnenin hızı için göreceli bir ölçü olarak kullanılır..

Bir nesnenin hızının bir akışkandaki ışık hızına oranı, nesnenin Mart Sayısı olarak adlandırılır. 1 Mart'tan daha hızlı hareket eden nesnelere süpersonik hızlarda seyahat eden nesneler denir.

Temel kavramlar

Sesin iletimi, kablolarla birbirine bağlanmış bir dizi bilyeden oluşan bir model kullanılarak gösterilebilir..

Gerçek hayatta, bilyalar molekülleri temsil eder ve iplikler aralarındaki bağlantıları temsil eder. Ses, iplikleri sıkıştıran ve genişleten, komşu toplara enerjiyi ileten modelden geçer ve bu da enerjiyi dişlerine iletir..

Modeldeki ses hızı, dişlerin sertliğine ve topların kütlesine bağlıdır.

Toplar arasındaki boşluk sabit olduğu sürece, sert iplikler daha hızlı enerji iletir ve daha fazla kütleye sahip olan toplar daha yavaş enerji iletir. Saçılma ve yansıma gibi etkiler de bu modelle anlaşılabilir..

Herhangi bir gerçek malzemede, ipliklerin sertliği elastik modül olarak adlandırılır ve kütle yoğunluğa karşılık gelir. Tüm diğer şeyler eşitse, süngerimsi malzemelerde ses daha yavaş ve daha sert malzemelerde daha hızlı hareket edecektir.

Örneğin, ses nikelden bronzdan 1.59 kat daha hızlı geçer çünkü nikel sertliği aynı yoğunlukta daha yüksektir.

Benzer şekilde, ses, hafif bir hidrojen gazında (protium), ağır bir hidrojen gazına (döteryum) göre 1,41 kat daha hızlıdır, çünkü ağır gaz benzer özelliklere sahiptir, ancak yoğunluğunun iki katı.

Aynı zamanda, "sıkıştırma tipi" sesi katılarda sıvılara göre daha hızlı ve sıvılarda gazlara göre daha hızlı.

Bu etki, katıların sıvıların sıkıştırılmasında daha zor olması nedeniyle, diğer taraftan sıvıların gazlardan daha fazla sıkıştırılmasının zorluğundan kaynaklanmaktadır..

Sıkıştırma dalgaları ve dönme dalgaları

Bir gaz veya sıvıda, ses sıkıştırma dalgalarından oluşur. Katılarda, dalgalar iki farklı dalga türünden yayılır. Uzunlamasına bir dalga hareket yönünde sıkıştırma ve açma ile ilişkilidir; gazlarda ve sıvılarda, katılarda benzer bir sıkıştırma dalgasıyla aynı işlemdir..

Gazlarda ve sıvılarda yalnızca sıkıştırma dalgaları bulunur. Enine dalga veya dönme dalgası olarak adlandırılan ek bir dalga türü yalnızca katılarda meydana gelir, çünkü yalnızca katı maddeler elastik deformasyonlara dayanabilir.

Bunun nedeni, ortamın elastik deformasyonunun dalganın hareket yönüne dik olmasıdır. Deforme olmuş dönme yönüne bu dalganın polarizasyonu denir. Genel olarak, enine dalgalar bir çift ortogonal polarizasyon olarak ortaya çıkar..

Bu farklı dalga tipleri aynı frekansta farklı hızlara sahip olabilir. Bu nedenle farklı zamanlarda bir gözlemciye ulaşabilirler. Bu durumun bir örneği, akut sıkıştırma dalgalarının önce geldiği ve salınan enine dalgaların saniyeler sonra ulaştığı depremlerde meydana gelir..

Bir akışkandaki dalgaların sıkıştırma hızı, ortamın sıkıştırılabilirliği ve yoğunluğu ile belirlenir..

Katılarda, sıkıştırma dalgaları, sıkıştırılabilirliğe, yoğunluğa ve enine esneklik modülünün ilave faktörlerine bağlı olarak akışkanlarda bulunanlara benzerdir..

Sadece katılarda meydana gelen dönme dalgalarının hızı, sadece enine esneklik modülü ve modülün yoğunluğu ile belirlenir..

referanslar

  1. Çeşitli Toplu Ortamlarda Sesin Hızı. Hiper Fizik Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu adresinden alındı.
  2. Sesin Hızı. Mathpages.com adresinden alındı.
  3. Akustiğin Ana El Kitabı. (2001). New York, Amerika Birleşik Devletleri. McGraw-Hill. Wikipedia.com adresinden alındı.
  4. Sıcaklıklardaki sudaki ses hızı. Mühendislik Araç Kutusu. Engineeringtoolbox.com adresinden alındı.
  5. Havadaki Ses Hızı. Müzik notalarının fiziği. Phy.mtu.edu sitesinden alındı..
  6. Sesin Hızına Atmosferik Etkiler. (1979). Savunma Teknik Bilgi Merkezi'nin teknik raporu. Wikipedia.com adresinden alındı.