מהירות הקול

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

מהירות הקול היא המהירות בה מתקדם הקול. מהירות זו תלויה במקדם הקשיחות של החומר ובצפיפות שלו(שתלויה לפעמים בטמפרטורה ולחץ).

בברזל, למשל, מהירות הקול היא כמה אלפי מטרים בשנייה, במים מהירות הקול גבוהה פי 4 מהמהירות באוויר. מהירות הקול באוויר היא כ־330 מטר לשנייה, או כ-1188 קמ"ש. בריק מוחלט, או בחלל החיצון (שהצפיפות בו היא כאטום אחד למטר מעוקב), הקול לא יכול להתקדם כלל.

באופן כללי מהירות הקול ניתנת בנוסחה:

$c=\sqrt{\frac{C}{\rho}}$

C מסמל מקדם הקשיחות של החומר ואילו $ρ$ מסמל את צפיפות החומר.

מכיוון שמהירות הקול באוויר תלויה בלחץ האוויר היא תלויה בטמפרטורה ובגובה מעל פני הים.

נוסחה לחישוב מהירות הקול באוויר עפ"י הטמפרטורה:

$c_{\mathrm{air}} = (331{.}5 + 0{.}6 \cdot \vartheta) \ \mathrm{m/s}$

כאשר $\vartheta$ (תטה) מייצגת את הטמפרטורה בצלזיוס, ו-c מייצג את מהירות הקול באוויר.

ביטוי מדויק יותר:

$c = \sqrt {\kappa \cdot R\cdot T}$

כאשר R הוא קבוע הגזים האונברסלי המחולק למסה המולרית של האוויר. (287.05 לאוויר ביחדות של ג'אול לק"ג). κ (כפא) הוא 1.402 לאוויר, והאות T מייצגת את הטמפרטורה בקלווין.

מספר מאך הוא היחס בין מהירות עצם בתווך לבין מהירות הקול באותו תווך. מאך 1 שווה למהירות הקול, מאך 2 הוא פי 2 ממהירות הקול וכו'.