Spoed van klank: Verskil tussen weergawes

Die meer algemene gebruik van die term verwys gewoonlik na die spoed van klank in [[lug]]. Die spoed in lug varieer afhangende van die atmosferiese toestande; waarvan temperatuur die belangrikste faktor is. Die [[humiditeit]] (voggehalte) se effek op die spoed van klank is baie min, terwyl die statiese [[klankdruk]] ([[lugdruk]]) geen invloed het nie. Klank beweeg stadiger hoe hoër 'n mens in die atmosfeer opbeweeg, hoofsaaklik vanweë die temperatuur en humiditeitsveranderinge. 'n Benaderde spoed (in meter per sekonde) kan as volg bereken word:

 

c_{\mathrm{lug}} = (331{.}5 + (0{.}6 \cdot \theta)) \ \mathrm{m/s}\,

</math>

'n Akkurater vergelyking is

 

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

</math>

 

waar

: κ (kappa) die [[adiabatiese indeks]] (1.402 vir lug) is.

 

In die [[Standaardtemperatuur en -druk|standaard atmosfeer]] is die spoed van klank by:

 

 

waar ''T'' = temperatuur.

 

As die aanname van 'n [[ideale gas]] gemaak word, hang die spoed van klank uitsluitlik af van die temperatuur af en nie van druk af nie. Lug is byna 'n ideale gas. Die temperatuur van lug varieer met hoogte, wat die volgende veranderinge in die spoed van klank meebring in 'n standaardatmosfeer - ''werklike waarnemings kan dus effe verskil''.

 

{| border="1" cellpadding="3" cellspacing="1"

|1225

|-

| -57&#160;°C

|295

|}

 

 

In 'n verspreidende medium is die spoed van klank afhanklik van die frekwensie en daarom sal die ruimtelike- en tydsverspreiding van 'n versteuring aanhoudend verander. Elke frekwensie word teen sy eie spoed voortgeplant terwyl die energie van die versteuring teen die groepsnelheid voortgeplant word. Water is 'n voorbeeld van so 'n verspreidende medium.

In die algemeen word die spoed van klank gegee deur

 

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

</math>

waar

 

Die spoed van klank neem dus toe soos die materiaal se styfheid toeneem en neem af soos die digtheid toeneem.

Daarom word die spoed van klank in 'n vloeier as volg bereken

 

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

</math>

waar

 

Vir 'n gas is, ''K'' ongeveer gelyk aan

K=\kappa \cdot p

</math>

 

waar

 

Dus kan die spoed van klank vir 'n gas as volg bereken word:

c = \sqrt {{\kappa \cdot p}\over\rho}

</math>

 

<math>

In 'n soliede staaf (met 'n dikte wat kleiner is as die golflengte) word die spoed van klank gegee deur:

 

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

</math>

 

waar

 

 

In 'n vastestof met laterale afmetings wat veel groter is as die golflengte, is die spoed van klank hoër. Die spoed word bereken deur [[Young se modulus]] met die [[vlakgolfmodulus]] te vervang wat op sy beurt uitgedruk kan word in terme van [[Young se modulus]] en [[Poisson se verhouding]] as volg:

M = E \frac{1-\nu}{1-\nu-2\nu^2}

</math>

 

 

Vir algemene toestandsvergelykings, as klassieke meganika ingespan word, word die spoed van klank gegee deur:

c^2=\frac{\partial p}{\partial\rho}</math>

waar daar met betrekking to die adiabatiese verandering gedifferensieër word.

 

Indien [[spesiale relatiwiteit|relatiwistiese]] effekte belangrik is, word die spoed van klank <math>S</math> gegee deur:

S^2=c^2 \left. \frac{\partial p}{\partial e} \right|_{\rm adiabaties}

</math>

 

 

Die vergelyking verskil van die klassieke geval deurdat <math>\rho</math> vervang is deur <math>e/c^2 \,</math>.

|}

 

 

== Kyk ook ==

 

== Eksterne skakels ==

 

 

[[Kategorie:Chemiese eienskappe]]