Mitkä materiaalit kantavat ääniaaltoja parhaiten?

Kevyet materiaalit kantavat äänen tärinää paremmin kuin tiheät, painavat esineet. Materiaalin kimmoisuus tai "joustavuus" on myös tärkeää äänen siirtämisessä: vähemmän elastiset aineet, kuten kovat vaahdot ja paperi, absorboivat ääntä todennäköisemmin kuin kantavat sitä. Parhaita materiaaleja ääniaaltojen kuljettamiseen ovat eräät metallit, kuten alumiini, ja kovat aineet, kuten timantti.

Äänen nopeuden kaava

Eri ominaisuuksien äänen nopeuden kaava on ratkaiseva ymmärtääkseen, miksi tietyt ominaisuudet kantavat ääntä paremmin. Ääniaallon nopeus on yhtä suuri kuin elastisen ominaisuuden neliöjuuri jaettuna kohteen tiheydellä. Toisin sanoen, mitä vähemmän tiheä esine on, sitä nopeampi ääni kulkee, ja mitä elastisempi se on, sitä nopeammin ääni kulkee. Esine johtaa siis ääntä hitaammin, jos se ei ole kovin joustava ja erittäin tiheä.

Ääni alumiinia

Ääni kulkee nopeimmilla nopeuksilla alumiinin läpi, 6320 metriä sekunnissa. Tämä johtuu siitä, että alumiini ei ole erityisen tiheä - mikä tarkoittaa, että sillä on vähän massaa tietyssä tilavuudessa - ja se on erittäin joustava ja kykenevä muuttamaan muotoa helposti. Huomaa, että materiaalin joustavuudella on taipumus vaihdella enemmän kuin sen tiheys, ja siksi sitä pidetään tärkeämpänä äänen nopeuden ymmärtämiseksi annetun materiaalin läpi.

instagram story viewer

Ääni kuparia

Seuraavaksi nopein äänen nopeus on 4600 metriä sekunnissa kuparilla. Joustavuudellaan ja siten kykyään värisemään helposti paikoillaan ääni kulkee nopeasti läpi. Se on kuitenkin paljon tiheämpi kuin alumiini, mikä selittää sen, miksi se on lähes kaksi kolmasosaa hitaampi kuin alumiini.

Ei-kiinteät aineet

Ääni kulkee paljon hitaammin kaasujen ja nesteiden kautta, koska kummankin molekyylit eivät ole yhtä jäykkiä kuin kiinteässä aineessa, mikä vähentää merkittävästi kunkin aineen elastisuutta. Normaalissa huoneen lämpötilassa ja paineessa äänen nopeus on 343 metriä sekunnissa, tai noin 20 kertaa hitaampi kuin alumiinissa. Yksi nopeuteen vaikuttava mittaus on lämpötila - mitä lämpimämpi jokin on, sitä nopeampi ääni liikkuu sen läpi, koska se lisää molekyylien nopeutta. Esimerkiksi ääni on 12 metriä sekunnissa nopeampi 40 celsiusasteessa kuin 20 celsiusasteessa.

Teachs.ru
  • Jaa
instagram viewer