Velocitat del so

De Viquipèdia

Dreceres ràpides: navegació, cerca

La velocitat del so és la velocitat de propagació de les ones de pressió longitudinals que constitueixen el so. Aquesta velocitat varia depenent del medi a través del qual viatgen les ones sonores. A més de l'interés de l'estudi del propi so, la seva propagació en un medi pot ser útil per a estudiar algunes propietats del medi de transmissió. La velocitat del so no depèn del to o longitud d'ona, però si de la seva atenuació.

Més correntment, el terme s'aplica a la velocitat del so en l'aire. En aquest cas les propietats físiques de l'aire, la seva pressió i humitat per exemple, són factors que afecten la velocitat. Una velocitat aproximada (en m/s) pot ser calculada mitjançant la fórmula empírica següent:

c = (331{,}5 + 0{,}6 \cdot \vartheta) \ \mathrm{m/s}

on \vartheta és la temperatura en graus Celsius;

\vartheta=T-273{,}15\,\mathrm{K}.

Una equació més exacta, referida normalment com velocitat adiabàtica del so, ve donada per la fórmula que segueix:

c = \sqrt \frac {\kappa \cdot R \cdot T} {m}

on R és la constant dels gasos, m és el pes molecular mitjà de l'aire (R/m = 287 J/kg·K per a l'aire), κ és la raó de les calors específiques (κ=cp/cv i és igual a 1,4 per a l'aire), i T és la temperatura absoluta en kelvins. En una atmosfera estàndard es considera que T és 293,15 K, donant un valor de 343 m/s o 1.235 quilòmetres/hora. Aquesta fórmula suposa que la transmissió del so es realitza sense pèrdues d'energia en el medi, aproximació molt propera a la realitat.

En sòlids, la velocitat del so ve donada per

c = \sqrt{\frac{E}{\rho}}

on E és el mòdul de Young i ρ és la densitat. D'aquesta manera es pot calcular per exemple la velocitat del so en l'acer, que és aproximadament de 5.100 m/s.

La velocitat del so en l'aigua és d'interès per a realitzar mapes del fons de l'oceà. En aigua salada, el so viatja aproximadament a 1.500 m/s i en aigua dolça a 1.435 m/s. Aquestes velocitats varien segons la pressió, profunditat, temperatura, salinitat i altres factors.

[edita] Vegeu també