MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ
ZVUK
Rychlost zvuku
Rychlost zvuku = velikost rychlosti šíření mechanického vlnění, které vyvolává zvuk, daným prostředím v daném směru.
Závisí na:
prostředí a jeho vlastnostech
teplotě
Závislost rychlosti šíření zvuku ve vzduchu na teplotě (CONVERTER.CZ)
Nezávisí na:
tlaku vzduchu
frekvenci zvuku
intenzitě zvuku
Výpočet velikosti rychlosti zvuku (ve vzduchu za konkrétní teploty):
ve vzduchu za hustoty ρ0 = 1,293 kg.m-3 je rychlost zvuku
v = (331,82 + 0,61.{t}) m.s-1
při běžných teplotách: v = 340 m.s-1
Rychlost zvuku v různých prostředích: (CONVERTER.CZ)
rychlost zvuku v různých kapalinách (např. voda (8°C), v = 1435 m.s-1)
rychlost zvuku v pevných látkách (např. ocel (15°C), v = 4980 m.s-1)
ZÁVĚR:
V pevných látkách a kapalinách je rychlost zvuku vyšší než v plynech.
MĚŘENÍ RYCHLOSTI ZVUKU
v pevných látkách
tyč ze zkoumané látky se upevní uprostřed a třením se na ní vytvoří stojaté vlnění
tyč kmitá, přičemž její délka je rovna polovině vlnové délky
změřením frekvence můžeme potom dopočítat hledanou rychlost
v kapalinách
odrazem zvukového vlnění od dna nádrže (v = 2s/t, kde s je hloubka nádrže a t je čas)
v plynech
rezonanční metodou (změna délky sloupce vzduchu v trubici vyvolává zesilování zvuků ladičky)
potom v = 2.h.f, kde h je výška sloupce vzduchu v trubici
OZVĚNA a DOZVUK
souvisí s odrazem zvukových vln
využívá se biologické vlastnosti ucha, které je schopno rozlišit dva zvuky v minimálním rozmezí 0,1 s
pro rychlost 340 m.s-1 odpovídá časové rozmezí 0,1 s asi 17 metrům
potom ale musí platit:
jestliže překážka je ve vzdálenosti 17 metrů, potom vzniká jednoslabičná ozvěna
jestliže překážka je ve vzdálenosti k.17 metrů, potom vzniká k-slabičná ozvěna
jestliže překážka je ve vzdálenosti menší než 17 metrů, potom vzniká DOZVUK (prodlužuje se trvání zvuku)
nevýhodné v koncertních sálech, proto např. závěsy v učebně hudební výchovy