Ses Hızı ve Dalga Boyu Hesaplama

Havada ses hızı

Ses, havada basınç dalgası olarak yayılır ve hızı havanın sıcaklığına bağlıdır. Kuru hava ideal gaz kabul edilirse:

v = √(γ × R × T / M)

Burada γ = 1.4 havanın özgül ısı oranı, R = 8.314 J/(mol·K) gaz sabiti, M = 0.0289644 kg/mol havanın mol kütlesi ve T kelvin cinsinden sıcaklıktır. Günlük sıcaklıklar için yaklaşık biçimi v ≈ 331.3 + 0.606 × T (T santigrat derece) yeterlidir.

Sonuçlar: 0 °C için 331.3 m/s, 15 °C için 340.3 m/s, 20 °C için 343.2 m/s, 30 °C için 349.0 m/s. Ses hızı hava basıncına ve sesin frekansına bağlı değildir.

Dalga boyu

Dalga boyu, hızın frekansa bölümüdür: λ = v / f. 20 °C sıcaklıkta 440 Hz frekanslı ses için 343.2 / 440 = 0.78 m çıkar.

Şimşek ne kadar uzakta?

Işık neredeyse anında ulaşır, ses ise saniyede yaklaşık 340 metre yol alır. Şimşeği gördükten sonra gök gürültüsünü duyana kadar geçen süreyi sayın ve ses hızıyla çarpın. 3 saniye yaklaşık 1 kilometre demektir.

Yankı

Ses bir engele çarpıp geri döndüğünde yolu iki kez alır. Engel d uzaklıktaysa yankı 2 × d / v süre sonra duyulur. Sonar ve ultrason ölçümleri bu ilkeyle çalışır.

Sınırlar

Hesap kuru hava içindir. Nem ses hızını biraz artırır (oda sıcaklığında yüzde yarımdan az). Rüzgâr, sesin yere göre hızını değiştirir. Sudaki 1482 m/s değeri 20 °C tatlı su için yaklaşıktır. Katılar ve başka gazlar için hızı kendiniz girin.