المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : ما العلاقة بين الكثافة وسرعة الصوت ؟



ديسبل
01-16-2010, 12:15 PM
أحتاج توضيح للعلاقة بين كثافة الوسط وسرعة إنتقال الصوت على مستوى المعادن ؟
وهل هذه العلاقة تنطبق على السوائل والغازات ؟

M0HAMED
01-16-2010, 05:53 PM
أحتاج توضيح للعلاقة بين كثافة الوسط وسرعة إنتقال الصوت على مستوى المعادن ؟
وهل هذه العلاقة تنطبق على السوائل والغازات ؟

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

سرعة الصوت: هي المسافة التي تقطعها أمواج الصوت في الثانية الواحدة في وسط ما.
http://latex.codecogs.com/gif.latex?V=\lambda&space;\nu


وتحسب سرعة الصوت للمواد المختلفة من المعادلة التالية:
http://www.hazemsakeek.com/Physics_Lectures/medicalphysics/medicalimages/2006-04-15_00-23-37-296.png
حيث B معامل المرونة الحجمي للسوائل Bulk Modulus ، و http://latex.codecogs.com/gif.latex?\rho هي الكثافة Density


http://latex.codecogs.com/gif.latex?V=\sqrt{\frac{&space;Y}{\rho}}
[إذا كان الوسط مادة صلبة] حيث Y معامل ينج ( معامل المرونة ) للأجسام الصلبة Elastic Modulus

(سرعة الصوت = الجذر الترتبيعي لحاصل قسمة معامل المرونة على كثافة الوسط )

تتغير سرعة الصوت بتغير كثافة الوسط الغازي ، حيث أن سرعة الصوت في أي وسط غازي ( V ) تتناسب تناسباً عكسياً مع الجذر التربيعي لكثافة الوسط http://latex.codecogs.com/gif.latex?\rho .


أي أن:


http://latex.codecogs.com/gif.latex?V\propto&space;\sqrt{\frac{&space;1}{ \rho}}


مثال :


(1) تكون سرعة الصوت في الهيليوم( أو الهيدروجين ) أكبر من سرعة الصوت في الهواء لأن كثافة الهيليوم ( أو الهيدروجين ) أقل من كثافة الهواء ..

(2) سرعة الصوت في وسط من Co2 غاز ثاني أكسيد الكربون أقل من سرعته في الهواء لأن Co2 أكبر كثافة من الهواء..



نستنتج مما سبق أن :


سرعة الصوت تكون أعلى في المواد الصلبة ، وأقل في السوائل ، وأقل ما يمكن في الغازات..
أي أن : سرعة الصوت في المواد الصلبة أكبر من سرعة الصوت في المواد السائلة و المواد الغازية
لأن معامل المرونة للمواد الصلبة أكبر من المواد الأخرى ..

v solids > v liquids > v gases

[ كثافة المادة الصلبة أكبر ولكن معامل المرونة لها أكبر بكثير من معامل المرونة في السوائل والغازات لذلك تزيد السرعة رغم أن الكثافة أكبر ... و معامل المرونة يتوقف على قوى التماسك بين الجزيئات ] .


http://up.arabsgate.com/u/7290/4916/73066.gif


ملاحظات :


(1) سرعة الصوت تختلف حسب نوع الوسط وكثافته ، ودرجة الحرارة ، و معامل المرونة..

(2) سرعة الصوت في الغازات تقل كلما زادت كثافتها ( علاقة عكسية ) ، بينما في السوائل والأجسام الصلبة فإن سرعة الصوت تزداد مع زيادة الكثافة نظراً للزيادة الكبيرة في معامل المرونة لهما ..


يمكنك الاطلاع على الروابط التالية من موقع الفيزياء التعليمي وبها شرح مفصل من الدكتور حازم فلاح سكيك
بارك الله فيه ..

محاضرات في الفيزياء للمهن الطبية ( الصوت )
http://www.hazemsakeek.com/Physics_Lectures/medicalphysics/medical_lectures/medical_lectures_5a.htm

سرعة الصوت في المواد الصلبة والسائلة والغازية http://www.hazemsakeek.com/magazine/index.php?option=com_content&view=article&id=608:------&catid=90:-&Itemid=292


دمت في رعاية الله