كتب حساب سرعة الصوت
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
حساب سرعة الصوت (معلومة)
بشكلٍ عام يمكن حساب سرعة أي شيء عن طريق معرفة المسافة التي يقطعها في زمنٍ ما، أو بكلماتٍ رياضيةٍ أكثر، يمكن حساب السرعة عن طريق قسمة المسافة المقطوعة على الزمن المستغرق لقطع هذه المسافة. هذه الطريقة تنطبق أيضاً على الموجات الصوتية، لكن حتى يكون الأمر واضحاً تماماً لا بد من التحدث عن خاصيتين مهمتين من خصائص الموجات، وهاتين الخاصيتين هما الطول الموجي والتردد.
بدايةً الطول الموجي هو المسافة بين أي نقطتين متماثلتين على الموجة متتاليتين، مثل أن نقول المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين، حيث إن هذه المسافة هي الطول الموجي، والطول الموجي مقاس بوحدات الطول، فلو كنا نتحدث عن الطول الموجي بالنظام العالمي للوحدات فإن الوحدة المستخدمة سوف تكون المتر. تجدر الإشارة إلى أن طول موجي كامل هو موجة كاملة. بينما التردد هو عدد الموجات التي تعبر نقطةً ما في وحدة الزمن، والتردد يكافئ مقلوب الزمن، وهو يقاس بوحدة 1/ث أو ما يسمى الهيرتز.
بما أن الطول الموجي مسافة، والتردد هو مقلوب الزمن، فإنه عند ضرب هاتين الكميتين ببعضهما البعض سوف نحصل على سرعة الموجة (لأننا حصلنا على مسافة مقسومةً على زمن، وهذا هو تعريف السرعة)، ويمكن كتابة هذا رياضياً كالآتي:
- ع = λ × تد
- حيث إن (ع) هي سرعة الموجة، (λ) هي الطول الموجي، و(تد) هو تردد هذه الموجة.
ويمكن حساب سرعة الصوت عن طريق الاعتماد على معادلة نيوتن-لابلاس (بالإنجليزية: Newton-Laplace equation) والتي تخبرنا بأنه بقسمة معامل الحجم (بالإنجليزية: Bulk Modulus) على كثافة الوسط فإننا سوف نحصل على مربع سرعة الصوت في هذا الوسط، وتعطى معادلة نيوتن-لابلاس كالآتي:
- ع2 = مح/ρ
- حيث إن (ع2) هي سرعة الصوت في الوسط، و(مح) هي معامل الحجم، و(ρ) هي كثافة الوسط.
