VELOCIDAD DEL SONIDO
¿Cuál es la velocidad del sonido?
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La velocidad del sonido en sí depende de varios factores como la temperatura y la densidad del medio. Es comúnmente sabido que la velocidad del sonido es de 343,2 m/s pero no todo el mundo sabe que solo es en el aire y con una temperatura de 20 º C y una humedad relativa del 50 %. Por poner otro ejemplo, la velocidad del sonido en el agua dulce es 1435 m/s pero también dependiendo de la presión, la temperatura y la salinidad del agua. Por lo que dependiendo del gas por el que fluya el sonido variara la velocidad. La velocidad del sonido ideal en un gas viene definida por:
Velocidad del sonido en el aire
La velocidad a la que se transportan las ondas sonoras es representada con la letra «c» y se mide en m/s.
La velocidad de sonido a 1ºC es de 331.6 m/s. Si aumentamos la temperatura, aumenta la velocidad. Por tanto, la velocidad a 20ºC es de 343, m/s aunque suele redondearse a 344 m/s. Como conclusión podemos ver que la temperatura del aire tiene efectos significativos en la velocidad, de esta forma, concluimos que se incrementan 6 m/s cada 10ºC que aumenta la temperatura.
Generalmente en la mayor parte de problemas, se suele considerar la velocidad del sonido independiente de la humedad y de la frecuencia. Como se describe más adelante, la propagación del sonido es mucho mayor en solidos que en el aire.
La ecuación del proceso adiabático de los gases es usada porque la perturbación se desplaza tan rápido que no hay tiempo para que el calor se transfiera de las compresiones o de las rarefacciones.
Para ondas longitudinales en sólidos, la velocidad de propagación se ve afectada por la densidad y el “módulo de Young” del material, se calcula con la siguiente ecuación:
El sonido en sólidos
Aunque la densidad de un sólido sea independiente de la dirección de propagación en un sólido, el módulo de Young puede no serlo. Pongamos un ejemplo, el latón tendrá un módulo de Young que será independiente de la dirección porque es homogéneo, mientras que la madera tendrá un módulo de Young diferente dependiendo de si se mide a través de la veta o a través de ella. De esta forma, el latón propagará una perturbación con una velocidad que es completamente independiente de la dirección, pero en la madera, la velocidad dependerá de si la perturbación está viajando por la veta de la madera o a través de ella.
