Как найти скорость звука

Сегодня знают практически все, что звук в среде распространяется с некоторой конечной скоростью. Его можно измерить, сравнив скорость его распространения в воздухе со световой вспышкой, которую можно считать мгновенной или по эху. Скорость звука в различных средах можно вычислить теоретически.

Вам понадобится

• - дальномер;
• - секундомер;
• - формула газа, в котором измеряется скорость звука.

Инструкция

1. Скорость звука в воздухе можно измерить двумя достаточно простыми способами. Возьмите в качестве источника звука охотничье ружье. Опыт производите в сумерках, чтобы пламя от выстрела было хорошо видно. Отойдите от человека с ружьем на расстояние около километра так, чтобы между вами не было преград. Возьмите точный секундомер и после выстрела, который можно засечь по вспышке пороховых газов, измерьте время, за которое послышится звук. Найдите скорость звука, поделив расстояние на время, за которое оно проходится звуком vзв=S/t. Чем больше будет расстояние, там точнее измерение. Опыт повторите несколько раз, после чего найдите среднее значение.
2. Скорость звука можно измерить, если стать перед большой твердой преградой, какой может быть, например, гора или крутой обрыв. Станьте на некотором расстоянии от него, измерьте расстояние с помощью дальномера. Затем произведите резкий громкий звук (выстрел, удар колокола и т.д.), одновременно включив секундомер. Выключите его в тот момент, когда услышите отраженный звук. Найдите скорость звука, поделив удвоенное расстояние до преграды на измеренное время vзв=2•S/t. Проведите измерение несколько раз и найдите среднее значение.
3. Чтобы рассчитать скорость звука в газе теоретически, измерьте его температуру, молярную массу и узнайте химическую формулу. Температуру переведите в Кельвины, прибавив к градусам Цельсия число 273. В зависимости от химической формулы газа подберите коэффициент адиабаты. Для одноатомного газа он равен 5/3, для двухатомного газа - 7/5 и для остальных газов - 4/3. Умножьте коэффициент адиабаты на 8,31 (универсальную газовую постоянную) и абсолютную температуру, поделите на молярную массу в кг/моль. Из полученного числа извлеките корень квадратный.
4. Чтобы определить скорость звука в морской воде при температуре Т, которая измерена в градусах Цельсия, на глубине Z, при солености S в промилле, используйте уравнение 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.