מהירות הקול

מהירות הקול היא מהירות ההתפשטות של הפרעת הלחץ החלשה בתווך, וגודלה משתנה בהתאם לאופי ומצב המדיום. מהירות הקול באוויר היא כ-340 מטר לשנייה בלחץ אטמוספרי סטנדרטי 1 ו-15 מעלות צלזיוס.

מהירות ההתפשטות של גל קול במדיום אלסטי היא מהירות הקול, הסמל שלו הוא c, היחידה היא m/s: c=λf

בנוסחה, f הוא תדר הרטט, כלומר, מספר הרטטים בשנייה, הרץ: λ הוא אורך הגל, m.

מכיוון שאין גמישות גזירה בגז, רק גמישות נפח, ולכן צורת ההתפשטות של הגז יכולה להיות רק גלים אורכיים. במילים אחרות, תחת הפרעה של גלי קול, החלקיקים במדיום הגז רוטטים ליד עמדות שיווי המשקל שלהם, ויוצרים תהליך שידור רצוף צפוף ודליל. יחד עם זאת, כיוון התנועה של החלקיק זהה לכיוון ההתפשטות של הגל. באופן כללי, ביטוי מהירות הקול של גז בכל מקרה הוא די מסובך. הביטוי שלו קשור למסה המולקולרית היחסית, קיבולת החום הסגולית ומשוואות התכונות הפיזיקליות של הגז, ולא יובא כאן. בבעיות כלליות, לעתים קרובות נעשה שימוש בנוסחת מהירות הקול של גז אידיאלי.

ניתן להוכיח שמהירות הקול בגז אידיאלי היא: c=(rp/p)0.5 בנוסחה, מקדם אדיאבטי r שווה ליחס בין קיבולת החום בלחץ קבוע לבין קיבולת החום בלחץ קבוע; p הוא לחץ גז, Pa; ρ היא צפיפות, ק"ג/מ"ק.

מהירות התפשטות במדיות שונות

ואקום 0m/s (כלומר, לא ניתן לשדר אותו);

אוויר (15℃) 340m/s;

אוויר (25℃) 346m/s;

שעם 500 מ' לשנייה;

נפט (25℃) 1324m/s;

מים מזוקקים (25℃) 1497m/s;

מי ים (25℃) 1531m/s;

נחושת (מוט) 3750m/s;

שיש 3810m/s;

אלומיניום (מוט) 5000m/s;

ברזל (מוט) 5200m/s;