Calculadora de velocidad del sonido y longitud de onda

Velocidad del sonido en el aire

El sonido se propaga por el aire como una onda de presión y su velocidad depende de la temperatura. Si el aire seco se considera un gas ideal:

v = √(γ × R × T / M)

Aquí γ = 1,4 es la relación de capacidades caloríficas del aire, R = 8,314 J/(mol·K) es la constante de los gases, M = 0,0289644 kg/mol es la masa molar del aire y T es la temperatura en kelvin. Para temperaturas cotidianas basta la expresión aproximada v ≈ 331,3 + 0,606 × T (T en grados Celsius).

Resultados: 331,3 m/s a 0 °C, 340,3 m/s a 15 °C, 343,2 m/s a 20 °C y 349,0 m/s a 30 °C. La velocidad del sonido no depende de la presión del aire ni de la frecuencia.

Longitud de onda

La longitud de onda es la velocidad dividida entre la frecuencia: λ = v / f. A 20 °C, un tono de 440 Hz tiene una longitud de onda de 343,2 / 440 = 0,78 m.

¿A qué distancia está el rayo?

La luz llega casi al instante, mientras que el sonido recorre unos 340 metros por segundo. Cuenta los segundos entre el relámpago y el trueno y multiplícalos por la velocidad del sonido. Tres segundos corresponden aproximadamente a un kilómetro.

Eco

Cuando el sonido se refleja en un obstáculo, recorre la distancia dos veces. Si el obstáculo está a una distancia d, el eco llega tras 2 × d / v. El sonar y la medición por ultrasonidos usan este principio.

Límites

El cálculo corresponde a aire seco. La humedad aumenta ligeramente la velocidad del sonido (menos de medio por ciento a temperatura ambiente). El viento cambia su velocidad respecto al suelo. El valor de 1482 m/s para el agua es aproximado y corresponde a agua dulce a 20 °C. Para sólidos y otros gases, introduce la velocidad.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la velocidad del sonido en el aire a partir de la temperatura?

Por ejemplo, en aire seco a 0 °C, la ecuación de velocidad del sonido para un gas ideal da 331,3 m/s. Usa la temperatura absoluta y las propiedades del gas, supone aire seco en reposo y excluye la humedad y el viento. Otros medios requieren su propia velocidad del sonido.

Calcular con estos valores