Која је брзина звука и како су је пронашли?

Дуги низ година филозофи су питали: 'ако дрво падне у шуми и нема никога да га чује, да ли оно производи звук?' Научници су одговорили на то питање и наставили да откривају колико брзо је тај звук путовао. Израчунавање те брзине није било тако једноставно као што се чинило. За разлику од брзине светлости, брзина звука није константна, а различите варијабле мењају брзину кретања. Научници су истрајали и сада разумеју како функционише звук, било да је у питању глас сопрана или дрво које се руши на земљу.

Шта је звук?

Звук је енергија коју стварају вибрације. Када објекти вибрирају, они узрокују вибрирање честица око њих, што заузврат узрокује вибрирање више честица. Ово је звучни талас. На пример, ако дрво падне на земљу, вибрације изазване његовим слетањем стварају звучни талас. Звучни таласи се настављају све док им не понестане енергије и ако постоје уши у домету таласа, то се заиста може чути.

гта шифра за пс3

Која је брзина звука?

Када говоримо о брзини звука, већина људи мисли на брзину звучних таласа који путују кроз ваздух. На температури од 68 степени Фаренхајта, у сувом окружењу, брзина звука је око 767 миља на сат. Брзина се мења на различитим температурама и такође варира у зависности од гасова присутних у ваздуху.

Закон струна

У 6. веку пре нове ере, Питагора, филозоф, математичар и лириста, провео је време истражујући начин на који звук функционише. Легенда каже да је његов рад на звуку инспирисан виђењем начина на који чекићи различитих величина стварају различите тонове у ковачкој радњи. Вероватније је да је експериментисање са дужином жица његове лире инспирисало његово откриће да је фреквенција обрнуто пропорционална дужини жице. Познат је као први закон струна и једно је од првих снимљених дела о звучним таласима.

Сир Исаац Невтон

Сир Исак Њутн је био први који је објавио брзину за звук. Стојећи у колонади у Тринити колеџу, Њутн је пљеснуо рукама и измерио колико је времена требало да му се звук одјекне у ушима. Без савремене мерне опреме, за мерење времена ослањао се на клатно. Његова цифра, објављена у Принципиа Матхематица, погрешила је за око 15 процената. Формула коју је Њутн развио побољшао је Пјер-Симон Лаплас и позната је као Њутн-Лапласова једначина.

Мерење брзине звука пуцњевима

Почетком 1700-их, велечасни Вилијам Дарам је спровео експерименте за мерење брзине звука. Док је стајао у торњу са телескопом, помоћници су пуцали на бројне локалне знаменитости. Дурхам је посматрао бљесак пуцња и користио клатно да измери колико му је времена било потребно да чује звук. Пошто је знао која су раздаљина укључена, брзина звука се могла израчунати и сматра се најранијом разумно тачном проценом.

Мерење брзине звука са Кундтовом цеви

Аугуст Кундт је изумео Кундтову цев 1866. Апарат се састоји од провидне цеви која садржи малу количину финог праха. Када се створи звук на једном крају цеви, прах се помера звучним таласима. Таложи се на једнаким размацима у цеви, у зависности од таласне дужине. Мерење растојања између гомила праха омогућава да се израчуна брзина звука. Пуњење Кундтове цеви различитим гасовима омогућава мерење брзине звука у различитим медијумима.

Мерење брзине звука помоћу микрофона

Најједноставнији начин за мерење брзине звука данас је коришћење два микрофона. Основни концепт је исти као и Дурхамове сачмарице, али штоперице и уређаји за брзо снимање омогућавају краћу удаљеност између извора звука и мерног уређаја. Звук такође може бити мекши од пуцњаве.

Ефекти надморске висине

Температура има највећи утицај на брзину звука. У било ком датом идеалном гасу, са константним саставом, брзина звука зависи искључиво од температуре. Звук се успорава како температура пада, што значи да се звучни таласи крећу спорије на већим висинама. Због тога се општа брзина звука мери на нивоу мора и заснива се на специфичној температури.

духовно значење 3333

Звук у различитим супстанцама

Пошто звук настаје вибрацијом честица, потребан му је медијум за кретање. То значи да у вакууму нема звука, али такође значи да се звук може кретати кроз друге супстанце осим ваздуха. У ствари, звук се најспорије креће кроз гасове. Креће се више од четири пута брже у води и 15 пута брже кроз гвожђе.

Пробијање звучне баријере

Иако су рани аеронаутички инжењери веровали да је брзина звука баријера коју је немогуће превазићи, објекти које је направио човек први пут су је пробили пре неколико векова. Прасак који се чује од бича је звучни удар, а чак су и рани меци путовали брже од брзине звука. Чак Јегер је постао прва особа која је летела брже од звука у равном лету 1947. Године 2012. Феликс Баумгартнер је постао прва особа која је путовала брже од звука без возила када је скочио падобраном са висине од 120.000 стопа.