弾力性の理解:
* 弾性 変形後に元の形状に戻る材料の能力を指します。春を考えてください:それを引っ張ると伸びますが、リリースすると元の長さに戻ります。 「バックスプリング」するこの能力は、その弾力性に関連しています。
弾力性が音速にどのように影響するか:
* 剛性と音速: より弾力性のある素材は硬いです。 剛性とは、材料がより強く変形に抵抗することを意味します。音波が培地を通って移動すると、培地内の分子が振動します。 硬い媒体では、分子はしっかりと結合し、この動きにもっと強く抵抗します。この抵抗は、振動が速く、したがって音速が高速になります。
* 次のように考えてください: しっかりと伸びた輪ゴムとゆるい輪ゴムを想像してください。 サウンドウェーブは、緊張が高く、抵抗して伸びるため、緊密に伸びたバンドをより速く移動します。
* 式: 培地内の音速は、弾力性の平方根(バルク弾性率とも呼ばれます)に直接比例し、密度の平方根に反比例します。これは、次の方程式で表されます。
* v =√(e/ρ)
* v =音の速度
* E =弾力性(バルク弾性率)
*ρ=密度
例:
* 固体: 固体は一般に、液体やガスよりも弾力性があります。彼らの分子はよりしっかりと詰め込まれ、変形により強く抵抗するため、彼らは高速の音の速度を持っています。
* 液体: 液体は、分子がよりゆるく詰め込まれており、より自由に動く可能性があるため、固体よりも音速の速度が低くなっています。
* ガス: ガスは、分子が広がっており、さらに自由に移動できるため、音の速度が最も低くなります。
要約: 媒体の弾力性が大きいほど、より速い音が通過します。これは、より弾性培地内の分子がより緊密に結合し、変形に強く抵抗し、より速い振動につながるためです。