VI.4.2. Propagarea sunetului

Sunetul are nevoie de un mediu (gazos, lichid, solid) pentru a se propaga.

În vid sunetul nu se propagă, pentru că nu are cine să transmită vibrația.

Sunetul își schimbă viteza în funcție de mediul traversat.

Cea mai mică viteză a sunetului este în aer de aproximativ 340m/s.

Viteza sunetului depinde de doi factori:

a) Temperatura mediului elastic prin care se propagă sunetul cu cât este mai mare, cu atât crește și viteza.(vezi tabelul de mai jos la aer pentru diferite temperaturi).

b) Viteza sunetului variază de la substanță la substanță: sunetul călătorește cel mai lent în gaze, călătorește mai repede în lichide și cel mai rapid în solide.

Tabel cu viteza sunetului prin diferite medii:

👀 Experiment: Viteza sunetului

Materiale necesare:
Un ceas care ticăie (preferabil mecanic), o masă cu blat de lemn sau metal.

Descrierea experimentului:

• Aşază un ceas care ticăie pe blatul mesei, la un capăt și ascultă-i ticăitul.
• Aşază urechea lipită de masă la distanţa măsurată prima dată.
• Ce observi ?

  Ticăitul ceasului este perceput de ureche mai tare când îl ascultăm prin blatul mesei.

Concluzia experimentului:
Sunetul se propagă mai repede prin blatul de lemn al mesei, decât prin aer.
Sunetul se propagă cu viteze diferite în diverse medii, cea mai mare viteză fiind prin solidele compacte, apoi prin lichide şi, în cele din urmă, prin gaze.

Mach (pronunție /mah/) este o unitate de măsură folosită în aerodinamică pentru a exprima viteza unui corp supersonic.

Corpul supersonic (proiectil, avion, rachetă etc.) este corpul care se deplasează cu o viteză egală sau mai mare decât viteza sunetului în aer .

Viteza 1 Mach = 340 m/s

Aplicații

Boomul sonic este un fenomen care apare atunci când un obiect se deplasează cu o viteză mai mare decât cea a sunetului. Practic, atunci când un aparat de zbor - de exemplu un avion supersonic - depăşeşte bariera sunetului, acesta călătoreşte mai repede decât undele sonore. Rezultă este un fenomen de compresie a undelor sonore care creează un "boom" când ajung la nivelul urechii unei persoane.

Bariera sunetului a fost depăşită pentru prima dată în 1947 de pilotul în vârstă de doar 24 de ani pe nume Chuck Yeager, la bordul unui aparat de zbor de tip Bell X-1. Avionul a fost lansat de la bordul unui alt aparat de zbor aflat în aer la mare înălţime şi a atins viteza de 1229 de km/h, fiind propulsat de un motor-rachetă. Deşi la vremea respectivă bariera sunetului era considerată de netrecut, în zilele noastre foarte multe aparate de zbor dezvoltă viteze supersonice.

Pe cer fulgerul (lumina) și tunetul (sunetul) se produc simultan. Dar omul vede mai întâi lumina fulgerului și mai târziu aude zgomotul tunetului, deoarece lumina se propagă cu o viteză mult mai mare (300.000.000 m/s) față de viteza sunetului (340 m/s).

🔓 Probleme rezolvate

1. Transformă viteza de 9,6 Mach în km/h (avioanele care depășesc 5 Mach sunt hipersonice).

Rezolvare

Transformăm din Mach în m/s și apoi în km/h.

2. Transformă viteza de 1600 km/h în Mach.

Rezolvare

Transformăm întâi viteza în m/s și apoi în Mach, cu regula de trei simplă.