Brzina zvuka

Brzina zvuka je brzina kojom se u nekom prostoru (plin, tekućina, materijal u krutom stanju) šire zvučni valovi. Ovisi o elastičnosti i gustoći medija za suhi zrak pri temperaturi od 20°C iznosi 375 m/s (1235 km/h). Valovi su plinu i tekućini longitudinalni dok kod krute tvari mogu biti istovrememno longitudinalni i transverzalni. Brzina se izražava slovom c.^[1]

Brzina zvuka u vazduhu

Prva mjerenja

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

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

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

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

Reference

^ ^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.

[goettingen-1] Schallwellen und die Schallgeschwindigkeit Arhivirano 23. 2. 2018. na Wayback Machine sa Univerziteta u Göttingenu; pristupljeno 27.6.2015 (de)

[2] Schallgeschwindigkeit Arhivirano 23. 6. 2015. na Wayback Machineleifiphysik, pristupljeno 27.6.2015 (de)

[welt-3] Schallgeschwindigkeit des Donners bestimmt die Entfernung zum blitzenden Gewitter iz Welt; objavljeno 23.2.2005, pristupljeno 27.6.2015 (de)

[spektrum-4] Schallgeschwindigkeitspektrum.de, pristupljeno 27.6.2015 (de)

[5] Schallgeschwindigkeit in Festkörpern - Körperschall Arhivirano 5. 3. 2016. na Wayback Machine Univerzitet u Frankfurtu, pristupljeno 27.6.2015 (de)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]