Vad är ljudets hastighet?

Ljudhastigheten varierar beroende på höjd, temperatur och medium genom vilket det färdas. Till exempel, vid havsnivån i en standardatmosfär, vid en temperatur på 59 grader Fahrenheit (15 Celsius), färdas ljudet 761 miles per timme (1,225 32 km/p/h). Vid en temperatur på 0 grader Fahrenheit (742 Celsius) sjunker ljudets hastighet till 1,194 mph (XNUMX XNUMX km/p/h). I höjder över havet är ljudhastigheten återigen annorlunda och kommer att variera beroende på rådande faktorer.

Anledningen till denna variation är att ljudvågor färdas genom spännande molekyler. När en ljudvåg träffar en molekyl kommer den att vibrera och därigenom överföra vibrationen till intilliggande molekyler, som för vidare den på liknande sätt. Om molekyler packas väldigt tätt kan ljudvågen färdas mycket snabbt, vilket ökar ljudets hastighet. När molekyler inte är lika tätt packade saktar ljudets hastighet.

Temperatur och höjd påverkar atmosfärens densitet, vilket ändrar ljudets hastighet. Ljud kommer också att färdas snabbare genom vatten än genom luft, eftersom vatten är ett tätare medium. Likaså, ljud färdas snabbare genom stål verser lägre densitet material som trä, eller atmosfäriska förhållanden. Av denna anledning kanske du ser en gammal film som visar någon som lägger örat på ett järnvägsspår för att lyssna efter ett annalkande tåg, eftersom ljud kommer att nå lyssnaren snabbare genom stålskenor än med flyg.

När en jet färdas snabbare än ljudets hastighet, sägs den bryta ljudbarriären. Detta skapar en chockvåg eller en ljudbom och en omedelbar ”hölje” runt strålen. Höljet är egentligen ett vitt ångmoln, som när det fångas vid fotografering i snabb hastighet får flygplanet att se ut som om det dyker upp ur ett vitt maskhål.

Mach 1 hänvisar till att bryta den initiala ljudbarriären, eller att gå från subsoniska till överljudshastigheter. Militära jetplan färdas rutinmässigt överljudsmässigt. När ett jet jetplan färdas dubbelt så snabbt som ljudets hastighet, färdas det vid Mach 2. Tre gånger snabbare än ljud refererar till Mach 3, och så vidare.