Як знайти швидкість звуку

Як знайти швидкість звуку

Сьогодні знають практично все, що звук в середовищі поширюється з деякою кінцевою швидкістю. Його можна виміряти, порівнявши швидкість його поширення в повітрі зі світловим спалахом, який можна вважати миттєвою або по еху. Швидкість звуку в різних середовищах можна обчислити теоретично.

Вам знадобиться

  • - далекомір;
  • - секундомір;
  • - формула газу, в якому вимірюється швидкість звуку.

Інструкція

1. Швидкість звуку в повітрі можна виміряти двома досить простими способами. Візьміть як джерело звуку мисливську рушницю. Досвід виробляйте в сутінках, щоб полум 'я від пострілу було добре видно. Відійдіть від людини з рушницею на відстань близько кілометра так, щоб між вами не було перешкод. Візьміть точний секундомір і після пострілу, який можна засікти по спалаху порохових газів, виміряйте час, за який почується звук. Знайдіть швидкість звуку, поділивши відстань на час, за який вона проходить звуком vзв = S/t. Чим більша буде відстань, там точніше вимір. Досвід повторіть кілька разів, після чого знайдіть середнє значення.

2. Швидкість звуку можна виміряти, якщо стати перед великою твердою перешкодою, якою може бути, наприклад, гора або крутий обрив. Станьте на деякій відстані від нього, вимірюйте відстань за допомогою далекоміру. Потім зробіть різкий гучний звук (постріл, удар дзвону тощо), одночасно включивши секундомір. Вимкніть його в той момент, коли почуєте відбитий звук. Знайдіть швидкість звуку, поділивши подвоєну відстань до перешкоди на вимірений час vзв = 2 • S/t. Виміряйте декілька разів і знайдіть середнє значення.

3. Щоб розрахувати швидкість звуку в газі теоретично, вимірюйте його температуру, молярну масу і дізнайтеся хімічну формулу. Температуру переведіть у Кельвіни, додавши до градусів Цельсія число 273. Залежно від хімічної формули газу підберіть коефіцієнт адіабати. Для одноатомного газу він дорівнює 5/3, для двохатомного газу - 7/5 і для решти газів - 4/3. Помножте коефіцієнт адіабати на 8,31 (універсальну газову постійну) і абсолютну температуру, поділіть на молярну масу в кг/моль. З отриманого числа витягніть корінь квадратний.

4. Щоб визначити швидкість звуку в морській воді при температурі Т, яка вимірена в градусах Цельсія, на глибині Z, при солоності S в проміле, використовуйте рівняння vзв = 1492,9 + 3 • (T ‑ 10) ‑ 0,006 • (T ‑ 10) 0,04 • (T − 18) ^ + 1,2 • (S ‑

Авторство: Редакція «Gazette»