개념 이해
* 소리로 소리 : 사운드는 기계적 파도로 이동하여 전파하기 위해서는 중간 (공기, 물 또는 고형물과 같은)이 필요하다는 것을 의미합니다. 소리 속도는 해당 매체의 특성에 따라 다릅니다.
* 소리 속도 (v) : 이것은 주어진 시간에 거리의 거리입니다. 표준 장치는 초당 미터 (m/s)입니다.
사운드 속도를 조사하는 방법
1. 에코 방법 (단순 및 클래식)
* 원리 : 소리는 표면 (벽처럼)에서 반사됩니다. 소리가 표면과 뒤로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정함으로써 속도를 계산할 수 있습니다.
* 절차 :
* 크고 평평한 표면 (벽, 건물)을 찾으십시오.
* 자신에서 표면까지 거리 (d)를 측정하십시오.
* 손을 박수거나 날카로운 소리를냅니다.
* 에코가 돌아 오는 데 걸리는 시간 (t).
* 계산 : v =2d / t (소리는 표면과 뒤로 이동하므로 거리를 두 배로 늘립니다)
2. 공명 튜브 방법 (보다 정확한)
* 원리 : 음파는 튜브 내부에 공명하여 특정 주파수에서 서있는 파도를 만듭니다. 공명을 생성하는 튜브의 길이를 측정함으로써 사운드 속도를 결정할 수 있습니다.
* 절차 :
* 긴 튜브 (예 :졸업 된 실린더)를 사용하십시오.
* 수위를 조정하여 튜브에 물을 채우십시오.
* 알려진 주파수 (f)의 튜닝 포크를 사용하십시오.
* 튜닝 포크를 치고 튜브의 열린 끝에서 잡고 있습니다.
* 큰 공명이 들릴 때까지 수위를 조정하십시오 (소리가 증폭).
* 공명시 튜브의 공기 기둥의 길이 (l)를 측정하십시오.
* 계산 : v =2fl (공기 열의 길이는 사운드 파의 1/4 파장에 해당합니다)
3. 디지털 오실로스코프 및 마이크 (고급)
* 원리 : 마이크를 사용하여 음파와 오실로스코프를 포착하여 디지털 방식으로 표시하십시오. 이를 통해 사운드가 알려진 거리를 이동하는 데 걸리는 시간의 정확한 측정이 가능합니다.
* 절차 :
* 음원에서 알려진 거리 (d)로 마이크를 설정하십시오.
* 스피커, 박수 또는 기타 소스를 사용하여 날카로운 사운드를 생성합니다.
* 마이크를 디지털 오실로스코프에 연결하십시오.
* 사운드 웨이브가 소스에서 마이크로 이동하는 데 걸리는 시간 (t)을 측정하십시오.
* 계산 : v =d / t
중요한 고려 사항 :
* 온도 : 온도에 따라 소리의 속도가 증가합니다. 정확한 결과를 위해 공기 온도를 측정해야합니다.
* 습도 : 습도가 높으면 소리 속도가 약간 증가합니다.
* 공기압 : 더 높은 압력은 또한 소리의 속도를 약간 증가시킵니다.
* 정확도 : 에코 방법은 일반적으로 공명 튜브 또는 디지털 오실로스코프 방법보다 덜 정확합니다.
예 :
에코 방법을 사용하고 측정한다고 가정 해 봅시다.
* 벽까지의 거리 (d) =10 미터
* 에코가 돌아올 시간 (t) =0.058 초
공식 v =2d / t 사용 :
* V =(2 * 10 미터) / 0.058 초
* v ≈ 344.8 m/s (실온에서 공기 중 소리 속도에 가깝습니다)
이러한 방법을 사용하고 사운드 속도에 영향을 미치는 요소를 이해 함으로써이 중요한 물리적 특성을 조사하고 결정할 수 있습니다.
