物理基礎:音の速さ

<ポイント>
・空気中を伝わる音の速さは、温度が高いほど大きい(速い)
・t ℃の空気中を伝わる音の速さ V = 331.5 + 0.6t
・音は気体だけでなく、液体中・固体中でも伝わる(真空中は伝わらない)
(1)空気中の音の速さ
空気中を伝わる音の速さは、温度が高いほど大きい(速い)です。

1気圧、t ℃の空気中を伝わる音の速さ

V = 331.5 + 0.6t
(問題で与えられている場合は、その式に従うこと)

と表される。

上の式から分かるように、速さ V は t の一次関数ということです。
温度 t の値が大きくなるほど、速さ V が大きくなることが式から分かります。

(2)音が伝わるもの
音は気体だけでなく、液体中・固体中でも伝わります。

液体である水の中では、音の速さは(空気中と比べて)大きくなります。
その速さは、空気中の約4~5倍ほどになります。

鉄などの金属中では、さらに速くなります。

音の速さは、密度と弾性率(硬さ)に関係していて、ふつう「軽くて硬い物質」ほど速くなります。

(3)真空中
真空中では、音(音波)を含む波は伝わりません
理由は簡単で、「伝わっていく媒質がない」からです。

<補足>
音の速さは、温度だけでなく湿度にも影響され、「湿度が増すと、音の速さは大きく」なります。

ふつう、音の速さは「気体中よりも液体中の方が大きい」、「液体中よりも固体中の方が大きい」と覚えておきましょう。

<まとめ>
・空気中を伝わる音の速さは、温度が高いほど大きい(速い)
・t ℃の空気中を伝わる音の速さ V = 331.5 + 0.6t
・音は気体だけでなく、液体中・固体中でも伝わる(真空中は伝わらない)

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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