Brzina zvuka: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
m uklonjena promjena suradnika 93.142.169.244 (razgovor), vraćeno na posljednju inačicu suradnika Ah3kal |
Nadopunio Brzina zvuka |
||
Redak 1:
[[datoteka:Spherical pressure waves.gif|mini|desno|250px|[[Zvuk]] se širi u obliku prostornih [[Longitudinalan val|longitudinalnih valova]] u [[zrak]]u.]]
[[datoteka:Onde compression impulsion 1d 30 petit.gif|mini|desno|250px|Primjer [[Longitudinalan val|longitudinalnog vala]]. Zvuk nastaje više ili manje [[period]]ičnim [[titranje]]m izvora zvuka koji u neposrednoj okolici mijenja [[tlak]] sredstva ([[medij]]a), poremećaj tlaka prenosi se na susjedne [[čestica|čestice]] medija i tako se širi u obliku [[Longitudinalan val|longitudinalnih valova]] u [[plin]]ovima i [[kapljevina]]ma.]]
Brzina zvuka u zraku temperature 20 [[°C]] iznosi 343 [[m/s]] (1235 [[km/h]] na 0 m nadmorske visine). Kako za pojedini plin brzina zvuka ovisi isključivo o njegovoj temperaturi, tako se kod zrakoplova prilikom povećanja visine leta brzina zvuka smanjuje uslijed smanjenja temperature zraka s visinom.▼
'''Brzina zvuka''' je [[brzina]] kojom se širi [[val|zvučni val]] u nekom mediju (sredstvu). Zvuku je potrebno neko [[Vrijeme (fizika)|vrijeme]] da prijeđe stanovitu [[Daljina|daljinu]]. U to se možemo uvjeriti ako na nekoj daljini promatramo čovjeka koji cijepa [[drvo|drva]]. Opazit ćemo da je čovjek već gotovo drugi put podigao [[sjekira|sjekiru]] i tek onda čujemo udarac. Mjerenja su pokazala da brzina zvuka u [[zrak]]u raste s [[temperatura|temperaturom]] i [[vlaga|vlagom]], a da je neovisna o [[tlak]]u i [[frekvencija|frekvenciji]]. Znači da se dugi i kratki valovi rasprostiru istom brzinom. Brzina zvuka je različita kroz različita [[Tijelo (fizika)|tijela]]. Zvuk se širi brže kroz [[tekućine]] nego kroz [[zrak]], a još brže u [[Krutine|krutim tijelima]]. Općenito je brzina zvuka veća što je veća [[gustoća]] sredstva u kojem se on širi. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
Kod krutih medija ovisi o [[elastičnost]]i dok kod [[plin]]ova ovisi o izentropskom ([[Adijabatski proces|adijabatskom]]) koeficijentu plina te o njegovoj [[temperatura|temperaturi]], dok ne ovisi o [[gustoća|gustoći]] i [[tlak]]u [[plin]]a. Brzina valova ovisi o mediju kroz koje se valovi šire pa je na primjer brzina [[Mehanički valovi|mehaničkih valova]] u [[Krutine|čvrstom tijelu]]: <ref> '''zvuk''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=67594] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref>
: <math>v = \sqrt{\frac{E}{\rho}} </math>
a u [[plin]]u:
: <math>v = \sqrt{\frac{\chi \cdot p}{\rho}} </math>
gdje je: ''E'' - [[Youngov modul elastičnosti|modul elastičnosti]], ''ρ'' - [[gustoća]] tijela ili plina, ''ϰ'' - [[Adijabatski proces|adijabatski]] koeficijent plina, ''p'' - [[tlak]] plina.
▲Brzina zvuka u zraku temperature 20 [[°C]] iznosi 343 [[m/s]] (
== Primjeri ==
{| class="wikitable"
|-
! Medij !! [[Brzina zvuka]] na
|-
| [[poli(vinil-klorid)]], savitljivi || 80
|-
| [[guma]] || 150
|-
|
|-
|
|-
|
|-
|
|-
|
|-
|
|-
| [[etanol]] || 1 170 m/s
|-
| [[Olovo (element)|olovo]] || 1 250 m/s
|-
| [[vodik]] || 1 280 m/s
|-
| [[benzen]] || 1 320 m/s
|-
| [[voda]] || 1 485 m/s
|-
| [[krv]] || 1 570 m/s
|-
| [[Mineralna ulja|mineralno ulje]] (SAE 20/30) || 1 740 m/s
|-
| [[Drvo (materijal)|drvo]], [[Obična bukva|bukovo]] || 3 300 m/s
|-
| [[beton]] || 3 750 m/s
|-
| [[Bakar (element)|bakar]] || 4 700 m/s
|-
| [[željezo]] || 5 170 m/s
|-
| [[staklo]] || 5 500 m/s
|-
| [[mramor]] || 6 150 m/s
|-
| [[aluminij]] || 6 300 m/s
|}
== Zvučni zid ==
{{Glavni|Zvučni zid}}
[[datoteka:FA-18 Hornet breaking sound barrier (7 July 1999).jpg|mini|250px|desno|''Northrop F/A-18'' probija [[zvučni zid]].]]
'''Zvučni zid''' je [[Aerodinamika|aerodinamička]] pojava koja nastaje pri dosezanju brzine zvuka neke letjelice ili drugoga objekta. Premda se zrak pri malim brzinama strujanja smatra nestišljivim [[fluid]]om, pri većim brzinama postaje stišljiv. Tako [[zrakoplov]] u letu stvara poremećaj [[tlak]]a okolnoga zraka, koji se pri manjim brzinama strujanja nalazi neznatno ispred zrakoplova. Kada zrakoplov dosegne brzinu zvuka (ovisno o temperaturi, od 1 152 do 1 224 km/h), stvara se poremećaj tlaka neposredno pred zrakoplovom, otpor znatno poraste, pa nastaju udarni valovi, koje promatrači na tlu doživljavaju kao prasak (takozvano probijanje zvučnoga zida). Razvojem zrakoplovâ vršne su se brzine približavale brzini zvuka, pa je postao očit razoran utjecaj udarnih valova, jer su neki zrakoplovi bili znatno oštećeni pri letu u tom području brzina. Zbog toga se dugo vjerovalo da zrakoplov ne može nadmašiti brzinu zvuka. Ipak su nakon Drugog svjetskog rata američki inženjeri, primjenjujući rezultate njemačkih istraživanja, konstruirali raketni zrakoplov ''X-1'', kojim je 1947. pilot [[Chuck Yeager]] prvi probio zvučni zid, a poslije su i neki putnički zrakoplovi (na primjer francuski [[Concorde]] te ruski [[Tupoljev Tu-144]]) letjeli brzinom većom od brzine zvuka. <ref> '''zvučni zid''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=67592] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref> Iz tog razloga kod današnjih zrakoplova brzina se izražava Machovim brojem. [[Machov broj]] je omjer između brzine zrakoplova i brzine zvuka. Tako na primjer zrakoplov ima Machov broj 1 ako može postići brzinu zvuka, a Machov broj 2 ako može postići dvaput veću brzinu od brzine zvuka.
== Izvori ==
{{izvori}}
[[Kategorija:Akustika]]
| |||