Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe snel reist een geluidsgolf door solide?

Geluidsgolven reizen veel sneller door vaste stoffen dan door vloeistoffen of gassen. Dit is waarom:

* Dichtheid en moleculaire afstand: Vaste stoffen zijn veel dichter dan vloeistoffen en gassen, wat betekent dat hun moleculen dichter bij elkaar zijn verpakt. Hierdoor kunnen trillingen (geluidsgolven) snel van het ene molecuul naar het volgende worden overgedragen.

* stijfheid: Vaste stoffen zijn over het algemeen rigide dan vloeistoffen of gassen. Dit betekent dat ze weerstand bieden aan vervorming, waardoor de trillingen efficiënt door het materiaal reizen.

Algemene snelheidsbereik:

* Typische snelheid: Geluidsgolven kunnen door vaste stoffen reizen met snelheden variërend van 1.000 meter per seconde (m/s) naar 6.000 m/s of zelfs sneller.

* Voorbeelden:

* staal: Ongeveer 5.000 m/s

* aluminium: Ongeveer 6.400 m/s

* beton: Ongeveer 4.000 m/s

factoren die de snelheid beïnvloeden:

* Materiaal: Verschillende materialen hebben verschillende dichtheden en stijfheid, wat leidt tot variërende geluidsgolfsnelheden.

* Temperatuur: Temperatuur beïnvloedt de stijfheid van een materiaal. Hogere temperaturen verminderen meestal de stijfheid, wat leidt tot iets langzamere geluidsgolfsnelheden.

* Druk: In vaste stoffen heeft druk een klein effect op de geluidsgolfsnelheid.

Key Takeaway: De dichter en stijver een vast materiaal, de snellere geluidsgolven zullen er doorheen reizen.