Швидкість звуку

5/5 - (1 vote)

Швидкість звуку – це швидкість, з якою звукові хвилі поширюються в середовищі. Швидкість залежить від фізичних властивостей середовища, в якому поширюються хвилі, а також від його температури.

Винищувач F/A-18 долає звуковий бар’єр

Звуковий бар’єр в аеродинаміці — усталений вираз для позначення назви ряду явищ, які супроводжують рух літального апарату (наприклад, надзвукового літака, ракети) на швидкостях, близьких до швидкостей звуку або що перевищують її. Подолання звукового бар’єра рівносильно перевищенню швидкості за швидкість звуку.

Швидкість звуку в різних середовищах може варіювати, і вона вимірюється в метрах за секунду (м/с) або футах на секунду (фт/с)

Швидкість звуку залежить від температури середовища. З підвищенням температури швидкість збільшується. Це пов’язано з тим, що з підвищенням температури молекули середовища рухаються швидше, що призводить до більш швидкого поширення звукових хвиль.

Залежить від тиску середовища. З підвищенням тиску швидкість збільшується. Це пов’язано з тим, що з підвищенням тиску молекули середовища щільніше прилягають одна до одної, що також призводить до більш швидкого поширення звукових хвиль.

Швидкість звуку в різних середовищах

Приблизні значення швидкості звуку в різних середовищах при нормальних умовах (температурі 20°C і атмосферному тиску 1 атмосфера):

У повітрі (приблизно при 20°C): Приблизно 343 м/с або 1,125 фт/с.
У воді (приблизно при 20°C): Приблизно 1,480 м/с або 4,855 фт/с.
У сталі (приблизно при 20°C): Приблизно 5,960 м/с або 19,551 фт/с.

Звук поширюється швидше у більш щільних середовищах, таких як вода і тверді матеріали, порівняно з повітрям через більшу кількість частинок, які можуть передавати коливання звуку.

Має важливе значення в багатьох галузях науки і техніки. Наприклад, вона використовується в авіації для визначення висоти польоту літака, в сейсмології для дослідження земної кори, в акустичній техніці для проектування звукових систем і т.д.

Число Маха

Число Маха (Mа aбо M) — характеристичне число, що визначається відношенням швидкості руху тіла в рідині чи газі до швидкості звуку в цьому середовищі.

Швидкість звуку в газі змінюється залежно від його природи та температури, а число Маха не відповідає якійсь певній швидкості, воно залежить від місцевих умов.

Число М визначає ступінь стиснення повітря і характер пов’язаних із цим змін в обтіканні літака зустрічним потоком. Оскільки з підйомом на висоту швидкість звуку зменшується, то польотам з тією ж швидкістю відносно землі на різних висотах відповідають відмінні числа М.

$\ M={\frac {v}{a}}$ ,