Welke materialen dragen geluidsgolven het beste?

Lichte materialen dragen geluidstrillingen beter dan dichte, zware voorwerpen. De elasticiteit of "veerkracht" van een materiaal is ook belangrijk voor het overbrengen van geluid: minder elastische stoffen zoals hardschuim en papier absorberen geluid eerder dan het te dragen. De beste materialen voor het dragen van geluidsgolven zijn enkele metalen zoals aluminium en harde stoffen zoals diamant.

Snelheid van geluid formule

De formule voor de geluidssnelheid in verschillende eigenschappen is cruciaal om te begrijpen waarom bepaalde eigenschappen geluid beter dragen. De snelheid van een geluidsgolf is gelijk aan de vierkantswortel van de elastische eigenschap gedeeld door de dichtheid van het object. Met andere woorden, hoe minder dicht een object is, hoe sneller het geluid zich voortplant, en hoe elastischer het is, hoe sneller het geluid zich voortplant. Een object zal daarom geluid langzamer geleiden als het niet erg elastisch en erg dicht is.

Geluid in aluminium

Geluid reist met een van de snelste snelheden door aluminium, met 6.320 meter per seconde. Dit komt omdat aluminium niet bijzonder dicht is - wat betekent dat het weinig massa heeft in een bepaald volume - en extreem elastisch is en gemakkelijk van vorm kan veranderen. Merk op dat de elasticiteit van een materiaal de neiging heeft om meer te fluctueren dan de dichtheid en daarom belangrijker wordt geacht voor het begrijpen van de geluidssnelheid door het gegeven materiaal.

Geluid in koper

De volgende hoogste snelheid voor geluid is 4.600 meter per seconde in koper. Met zijn elasticiteit en dus het vermogen om gemakkelijk op zijn plaats te trillen, reist geluid snel door. Het is echter veel dichter dan aluminium, wat verklaart waarom het bijna tweederde langzamer is dan aluminium.

Niet-vaste stoffen

Geluid reist veel langzamer door gas en vloeistoffen omdat de moleculen in elk niet zo stijf zijn als die in een vaste stof, waardoor de elasticiteit van elke stof aanzienlijk afneemt. Bij normale kamertemperatuur en druk is de geluidssnelheid 343 meter per seconde, of ongeveer 20 keer langzamer dan in aluminium. Een meting die de snelheid beïnvloedt, is de temperatuur - hoe heter iets is, hoe sneller het geluid er doorheen gaat, omdat het de snelheid van de moleculen verhoogt. Geluid is bijvoorbeeld 12 meter per seconde sneller in 40 graden Celsius dan in 20 graden Celsius.

  • Delen
instagram viewer