Springen naar inhoud

Geluid altijd aan geluidssnelheid?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Reinoutgoossens

    Reinoutgoossens


  • >25 berichten
  • 37 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 december 2007 - 09:48

Stel ik leg mijn boek neer op tafel. Ik doe dit nogal vrij hard en ik hoord een klop. Nu vroeg ik me af hoe dit geluid juist ontstaan en of dit geluid zich verplaatst met de snelheid van het geluid, want as dat zo is moet de lucht toch een enorme versnelling ondergaan?!



Dank u

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 01 december 2007 - 10:55

Geluid verplaatst zich altijd met de geluissnelheid, dat lijkt mij logisch. Alleen is die snelheid niet constant. O.a. afhankelijk van luchtdruk, temperatuur en vochtigheid.
Maar de geluidssnelheid is wat anders dan de luchtsnelheid. De geluidssnelheid is de snelheid waarmee de drukverandering zich voortplant, de snelheid van de afzonderlijke luchtdeeltjes is veel lager.
Vergelijk het met een rij ballen die tegen elkaar liggen. Geef een stoot tegen de eerste bal, en de laatste bal zal bijna direct gaan meebewegen. Maar de afzonderlijke ballen komen nauwelijks van hun plaats.

#3

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 december 2007 - 18:38

De geluidssnelheid is de snelheid waarmee de drukverandering zich voortplant, de snelheid van de afzonderlijke luchtdeeltjes is veel lager.

Als de deeltjes zich trager dan de geluidssnelheid voortbewegen, hoe kunnen ze dan de druk sneller dan hun eigen snelheid doorgeven aan omringende deeltjes?

De vergelijking met ballen gaat niet op want de ballen hangen tegen elkaar terwijl er tussen de gemiddelde luchtmolucuul 500 moluculen lege ruimte zit.

Veranderd door Sybke, 01 december 2007 - 18:40


#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44846 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 december 2007 - 19:11

Als de deeltjes zich trager dan de geluidssnelheid voortbewegen, hoe kunnen ze dan de druk sneller dan hun eigen snelheid doorgeven aan omringende deeltjes?

doen ze ook niet, de gemiddelde snelheid van luchtmoleculen in lucht bij kamertemperatuur is iets van 500 m/s als ik het wel heb.

De vergelijking met ballen gaat niet op want de ballen hangen tegen elkaar terwijl er tussen de gemiddelde luchtmolucuul 500 moluculen lege ruimte zit.

Die gaat prima op, want als die ruimte kleiner is (veel hogere druk, of in vloeistoffen of vaste stoffen) plant de geluidsgolf zich ook sneller voort (en wordt hij bovendien minder gedempt).
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44846 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 december 2007 - 19:50

Ik moet hier iets rechtzetten: de geluidssnelheid in een gas is NIET (mede) afhankelijk van de druk in een gas. Ik moet nog wel eens eventjes bedenken waarom ook al weer niet.....
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

Klintersaas

    Klintersaas


  • >5k berichten
  • 8614 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 december 2007 - 20:34

Misschien omdat in een (ideaal) gas de druk en de dichtheid een gelijke bijdrage leveren aan de geluidssnelheid en elkaar dus opheffen.

Geloof niet alles wat je leest.

Heb jij verstand van PHP? Word Technicus en help mee om Wetenschapsforum nog beter te maken!


#7

Dirk B

    Dirk B


  • >100 berichten
  • 132 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 december 2007 - 15:22

In elk geval is de geluidsnelheid afhankelijk van de temperatuur van een gas, en dus volgens de kinetische gastheorie afhankelijk van de gemiddelde kinetische energie van de gasmoleculen.
Wanneer de temperatuur toeneemt, neemt ook de gemiddelde impuls toe, en daarmee de druk.
Dus lijkt het er naar mijn mening op dat de geluidsnelheid ook toe zal nemen met de druk.

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44846 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 december 2007 - 16:09

http://en.wikipedia..../Speed_of_sound

Air pressure has almost no effect on sound speed. It has no effect at all in an ideal gas approximation, because pressure and density both contribute to sound velocity equally, and in an ideal gas the two effects cancel out, leaving only the effect of temperature.

..//..

Speed in ideal gases and in air
For a gas, K (the bulk modulus in equations above, equivalent to C, the coefficient of stiffness in solids) is approximately given by
Geplaatste afbeelding thus Geplaatste afbeelding
Where:

  • γ is the adiabatic index also known as the isentropic expansion factor. It is the ratio of specific heats of a gas at a constant-pressure to a gas at a constant-volume(Cp / Cv), and arises because a classical sound wave induces an adiabatic compression, in which the heat of the compression does not have enough time to escape the pressure pulse, and thus contributes to the pressure induced by the compression.
  • p is the pressure.
  • ρ is the density
Using the ideal gas law to replace p with nRT/V, and replacing ρ with nM/V, the equation for an ideal gas becomes:

Geplaatste afbeelding
where

  • cideal is the speed of sound in an ideal gas.
  • R (approximately 8.3145 Jmol-1K-1) is the molar gas constant.[1]
  • k is the Boltzmann constant
  • γ (gamma) is the adiabatic index (sometimes assumed 7/5 = 1.400 for diatomic molecules from kinetic theory, assuming from quantum theory a temperature range at which thermal energy is fully partitioned into rotation (rotations are fully excited), but none into vibrational modes. Gamma is actually experimentally measured over a range from 1.3991 to 1.403 at 0 degrees Celsius, for air. Gamma is assumed from kinetic theory to be exactly 5/3 = 1.6667 for monoatomic molecules such as noble gases).
  • T is the absolute temperature in kelvins.
  • M is the molar mass in kilograms per mole. The mean molar mass for dry air is about .0289645 kg/mol.
  • m is the mass of a single molecule in kilograms.
This equation applies only when the sound wave is a small perturbation on the ambient condition, and the certain other noted conditions are fulfilled, as noted below.


dichtheid heeft dus een negatief effect op geluidssnelheid. Logisch, meer massa moet op gang worden gebracht om een signaal een meter te laten overbruggen.
Druk in een gas heeft dan weer een positief effect, omdat de moleculen dichter op elkaar zullen zitten, en het signaal dus eerder een volgend molecuul bereikt.
Omdat dichtheid en druk in een gas rechtevenredig zijn helpt een drukverhoging in dat gas dus niet om geluid sneller door te geven.
"they cancel each other out".


En waar ze mij ook mee gefopt hebben staat in datzelfde wiki-lemma:

Some textbooks mistakenly state that the speed of sound increases with increasing density. This is usually illustrated by presenting data for three materials, such as air, water and steel. With only these three examples it indeed appears that speed is correlated to density, yet including only a few more examples would show this assumption to be incorrect.

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures