Dźwięk jest wszędzie. Słyszymy go codziennie: rozmowy, muzykę, szum wiatru.
Zastanawialiście się kiedyś, jak szybko dźwięk się rozchodzi?
Chodzi o to, że dźwięk potrzebuje czasu, aby dotrzeć do naszych uszu. To nie jest natychmiastowe.
Prędkość dźwięku: 340 metrów na sekundę
Zapamiętajcie tę liczbę: 340 metrów na sekundę. To prędkość dźwięku w powietrzu w normalnych warunkach.
Co to znaczy? To oznacza, że dźwięk pokonuje 340 metrów w ciągu jednej sekundy.
Wyobraźcie sobie bieżnię. Długość jednego okrążenia to zazwyczaj 400 metrów.
Dźwięk w jedną sekundę pokonuje prawie całe okrążenie!
Utrwalmy to wizualnie
Pomyślcie o błyskawicy. Widzimy błysk, a dopiero potem słyszymy grzmot.
To dlatego, że światło jest dużo szybsze od dźwięku. Światło dociera prawie natychmiast.
Dźwięk grzmotu potrzebuje czasu, żeby pokonać odległość między burzą a nami.
Możemy nawet oszacować, jak daleko jest burza.
Policz sekundy między błyskiem a grzmotem. Każdą sekundę pomnóż przez 340 metrów.
Na przykład: jeśli widzimy błysk, a po 3 sekundach słyszymy grzmot, burza jest około 1020 metrów (3 * 340) od nas.
Czynniki wpływające na prędkość dźwięku
Temperatura to ważny czynnik. Im wyższa temperatura, tym szybciej dźwięk się rozchodzi.
Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki powietrza w wyższej temperaturze poruszają się szybciej.
Szybsze cząsteczki szybciej przekazują drgania dźwiękowe.
W gorący letni dzień, dźwięk będzie podróżował nieco szybciej niż w chłodny zimowy dzień.
Różnice nie są ogromne, ale są zauważalne w precyzyjnych pomiarach.
Prędkość dźwięku w różnych ośrodkach
Dźwięk nie rozchodzi się tylko w powietrzu. Może również przemieszczać się w wodzie i ciałach stałych.
Co ciekawe, w wodzie i ciałach stałych dźwięk rozchodzi się znacznie szybciej niż w powietrzu.
W wodzie prędkość dźwięku wynosi około 1480 metrów na sekundę.
W stali może przekraczać nawet 5000 metrów na sekundę!
To dlatego, że cząsteczki w wodzie i ciałach stałych są bliżej siebie niż w powietrzu.
Dzięki temu drgania dźwiękowe są przekazywane szybciej.
Przykłady z życia codziennego
Wyobraźcie sobie stadion. Kibic na drugim końcu stadionu krzyczy "Gol!"
Nie usłyszycie tego natychmiast. Dźwięk potrzebuje czasu, żeby pokonać odległość.
Im dalej od źródła dźwięku, tym później go usłyszymy.
Inny przykład: echo. Krzyczymy w górach i słyszymy powtórzenie naszego głosu.
Echo powstaje, gdy dźwięk odbija się od przeszkody (np. ściany góry) i wraca do nas.
Czas, który upływa między naszym krzykiem a echem, zależy od odległości do przeszkody i prędkości dźwięku.
Piloci samolotów muszą uwzględniać prędkość dźwięku podczas lotu z prędkościami zbliżonymi do prędkości dźwięku (prędkości transsoniczne i ponaddźwiękowe).
Przekroczenie prędkości dźwięku (bariera dźwięku) powoduje powstanie charakterystycznego huku sonicznego.
Podsumowanie
Dźwięk rozchodzi się w powietrzu z prędkością około 340 metrów na sekundę.
Prędkość dźwięku zależy od temperatury i ośrodka, w którym się rozchodzi.
Światło jest znacznie szybsze od dźwięku. Dlatego widzimy błyskawicę przed usłyszeniem grzmotu.
Teraz już wiecie, jak szybko dźwięk podróżuje! Pamiętajcie o przykładach z błyskawicą i echem.
Zrozumienie prędkości dźwięku pomaga nam lepiej zrozumieć świat wokół nas.
