ما هي سرعة الصوت في الهواء
سرعة الصوت في الهواء عبر موقع محيط، الصوت عبارة عن موجات مختلفة تأتي بشكل طولي وعرضي، وهذه الموجات تحتوي على طاقة تنتقل بشكل عمودي لتخرج على هيئة صوت، لذلك فإنه يعتبر من أهم العلوم الفيزيائية التي قام العديد من العلماء بتفسير أسبابها، وكما هو معروف أن الصوت ينتقل عبر الهواء بشكل منظم وبسرعة معينة يتطلع العديد من الأشخاص إلى معرفة هذه السرعة، وهنا سوف نعرض لكم جميع المعلومات المتعلقة بسرعة الصوت في الهواء.
سرعة الصوت في الهواء
الصوت عبارة عن مسافات معينة وموجات مختلفة تنطلق في وقت قياسي معين، حيث يبلغ سرعة الصوت في الهواء إلى ما يقارب 230 متراً لكل ثانية،
وذلك عند درجة حرارة معينة تصل قيمتها إلى 0 درجات مئوية، وذلك لأنه من المعروف أن سرعة الصوت تتأثر بشدة بدرجات الحرارة وتختلف باختلافها.
بالإضافة إلى أن علم الصوت يعتبر من أهم أنواع العلوم الفيزيائية التي شغلت بال الكثير من العلماء في تفسير وتوضيح مسافات ووقت السرعة،
وأيضاً ينتقل الصوت من خلال ذبذبات الغاز الموجودة في الهواء بشكل عشوائي، وبذلك فإن الصوت يعتمد بدرجة كبيرة على الغاز ودرجات الحرارة.
اقرأ أيضاً: جهاز قياس سرعة الرياح
سرعة الصوت في الوسائط الأخرى
كما هو معروف أن سرعة الصوت في الهواء تختلف من وسط لآخر، حيث يكون انتقال الصوت بشكل سريع وقوي في الوسط الصلب، والسبب في ذلك يرجع إلى أن جزيئات المواد الصلبة مترابطة ومتماسكة بشكل كبير،.
ذلك على عكس الوسائط الأخرى السائلة والغازية التي تتكون من جزيئات مفككة، لذلك ينتقل الصوت في الوسط الصلب بشكل أسرع، وسرعة الصوت في جميع الوسائط هي:
- الوسط المطاطي: تكون سرعة الصوت في هذا الوسط ما يقارب من ٦٠ متراً لكل ثانية.
- الوسط الهوائي: تصل سرعة الصوت في هذا الوسط إلى ما يقارب من 350 متراً لكل ثانية، وذلك عند درجة حرارة معينة تصل إلى 40 درجة، وسرعة أخرى تصل إلى 340 متراً لكل ثانية، وذلك عند درجة حرارة تصل إلى 20 درجة مئوية.
- الوسط الذهبي: يصل سرعة الصوت فيه إلى 3240 متراً لكل ثانية.
- الوسط الزجاجي: تصل سرعة الصوت في إلى 4540 متراً لكل ثانية.
- في الألومنيوم: تصل سرعة الصوت فيه إلى 6320 متراً لكل ثانية.
تابع قراءة التالي: علم الفيزياء | بحث شامل عنه وعن أهميته في حياتنا
وقت اكتشاف سرعة الصوت
يختلف وقت اكتشاف سرعة الصوت في الهواء في القرون الماضية، وذلك لأن الكثير من العلماء قاموا بتقديم تجارب بنتائج مختلفة عن سرعة الصوت، إلى أن توصلوا في النهاية إلى نتيجة نهائياً توضح سرعة الصوت بالشكل الآتي:
- قام العالم الشهير إسحاق نيوتن بحساب سرعة الصوت إلى أن توصل إلى أنها 298 متراً لكل ثانية، وذلك لسرعة 980 قدماً لكل ثانية، ولكن تعارض مع هذه النتيجة الكثير من العلماء، نظراً لأنه أهمل تأثير درجة الحرارة.
- في سنة 1630 قام العالم مارين ميرسين إلى إجراء محاولات لحساب سرعة الصوت وتوصل إلى أنها 1380 قدماً لكل ثانية.
- في سنة 1635 قام العالم بيير بالكشف عن سرعة الصوت إلى أن توصل إلى أنها 1473 قدماً لكل ثانية.
- وفي نفس العام توصل العالم روبرت بويل إلى أنها 1125 متراً لكل ثانية.
- في النهاية قام الكاهن بحساب سرعة الصوت وتوصل إلى أنها تقارب 1.075 قدماً لكل ثانية، وذلك تم في عام 1709.
قد يهمك قراءة: العزل الحراري | كيف يتم اختيار مواد العزل الحراري المناسبة
موجات القص
كما هو معروف أن موجات القص تنتقل بشكل أسرع وأسهل في الوسط الصلب، وذلك كما يحدث في انتقال سرعة الصوت في الهواء،
تتحول الموجات الصوتية في الوسط الصلب إلى موجات مضغوطة، ويتم ذلك أيضاً في الوسط السائل والوسط الغازي.
حيث تعتبر موجات القص نوع معين ومختلف من الموجات الصوتية التي تنتشر في الوسط الصلب، ويتم حساب سرعة الصوت عن طريق معامل القص وكثافة الوسط الصلب.
العوامل التي تؤثر على سرعة الصوت في الهواء
كما هو معروف أن سرعة الصوت في الهواء تتأثر بالعوامل الخارجية بشكل كبير، وهذه العوامل عبارة عن:
- الضغط: تتأثر سرعة الصوت بشكل كبير بعوامل الضغط، وذلك في درجات الحرارة المختلفة.
- درجة الحرارة: كما هو معروف أن سرعة الصوت تتناسب بشكل طردي مع الجذر التربيعي للغازات الموجودة في الهواء، وذلك حسب درجات الحرارة، وتزداد سرعة الصوت إلى ما يقارب 0.61 متر لكل ثانية حسب درجة حرارة الوسط.
- الرطوبة: وهي تؤثر بشكل كبير على سرعة الصوت، وذلك لأنه إذا ارتفع معدل الرطوبة ارتفع نسبة سرعة الصوت في الهواء، بالإضافة إلى أن الرطوبة تعمل بشكل واضح على خفض كثافة الهواء.
- الرياح: وهي تؤثر على سرعة الصوت بشكل كبير، وذلك عن طريق السير في عكس اتجاه سرعة الصوت، وإذا انطلقت الرياح في الاتجاه المعاكس بسرعة أقل من ٩٠ درجة مئوية، تنخفض سرعة الصوت بشكل كبير.
في النهاية نكون قد تحدثنا عن سرعة الصوت في الهواء، حيث ينتقل الصوت في الهواء بشكل عمودي سهل وسريع مصحوب بطاقة كبير،
وموجات تسير بشكل طولي وعرضي من خلال الموجات الصوتية، وذلك بالإضافة إلى أن علم الصوت من أهم وأفضل العلوم التي يتم دراستها من قبل علماء الفيزياء البارعين.
