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 розповсюдження в повітрі зі світловим спалахом, яку можна вважати миттєвої або по луни. 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 джерела звуку мисливську рушницю. Досвід проводите 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 проходиться звуком vзв = S / t. Чим більше буде відстань, там точніше вимір. Досвід повторіть кілька разів, після чого знайдіть середнє значення.
  2. Швидкість звуку можна виміряти, якщо стати перед великою твердої перешкодою, якою може бути, наприклад, гора або крутий обрив. Стати на деякій відстані від нього, виміряйте відстань за допомогою далекоміра. Потім зробіть різкий гучний звук (постріл, удар дзвону і т.д.), одночасно включивши секундомір. Вимкніть його в той момент, коли почуєте відбитий звук. Знайдіть швидкість звуку, поділивши подвоєне відстань до перешкоди на виміряне час vзв = 2 • S / t. Проведіть вимір кілька разів і знайдіть середнє значення.
  3. Щоб розрахувати швидкість звуку в газі теоретично, виміряйте його температуру, молярну масу і дізнайтеся хімічну формулу. Температуру переведіть в Кельвіна, додавши до градусам Цельсія число 273. Залежно від хімічної формули газу підберіть коефіцієнт адіабати. Для одноатомного газу він дорівнює 5 / 3, для двоатомних газу — 7 / 5 і для інших 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 вийміть корінь квадратний.
  4. Щоб визначити швидкість звуку в морській воді при температурі Т, яка виміряна в градусах Цельсія, на глибині Z, при солоності S в проміле, використовуйте рівняння vзв = 1492,9 +3 • (T-10) -0,006 • (T-10) ² -0,04 • (T-18) ² + 1,2 • (S-35) -0,01 • (T-18) • (S-35) + z/61.