Ääni esiintyy värähtelevästä kappaleesta peräisin olevan aallon etenemisen vuoksi. Kiinteät esineet, erityisesti metallit ja niiden seokset, ilma, vesi - kaikki nämä ovat väliaineita. Ne voivat tuottaa ääntä.
Monet ovat yllättyneitä tilanteesta, kun juna on vielä poissa näkyvistä eikä sitä kuule, ja jos laitat korvasi teräskisoihin, pyörien ääni erottuu. Ilmeisesti syynä on erilainen äänen nopeus teräksessä ja ilmassa. Tätä asiaa käsitellään yksityiskohtaisemmin artikkelissa.
Kuinka äänia alto etenee kiinteissä aineissa
Otetaan huomioon prosessin fysiikka. Ääni teräksessä eikä kiinteissä aineissa yleensä etene samalla tavalla kuin kaasuissa ja nesteissä. Tämä selittyy aineiden rakenteen eroilla. Kiinteän kappaleen atomit ovat yhteydessä toisiinsa näkymättömillä sähkövoimilla. Yhdessä ne muodostavat kidehilan. Linkit toimivat kuin jouset. Josjotkut atomi liikkuu, sitten toiset liikkuvat sen mukana.
Kiinteässä aineessa oleva ääni syntyy hiukkasten värähtelyjen ja niiden etenemisen kautta kidehilaa pitkin. Lisäksi atomien liikkeet ovat järjestettyjä, niillä on sama taajuus ja suunta. Prosessi tulee mahdolliseksi joustavuuden, eli kehon kyvyn vastustaa painetta, ansiosta. Tämä ominaisuus ja tiheys määräävät kuinka nopeasti äänia alto etenee. Metalleissa tämä tapahtuu kymmenen kertaa nopeammin kuin ilmassa.
Mikä määrittää äänen etenemisnopeuden teräksessä
Vastaaksesi tähän kysymykseen, sinun on tiedettävä, millä muulla on merkitystä tässä prosessissa. Elastisuuden lisäksi ääniaallon suunta vaikuttaa äänen nopeuteen. Se on pitkittäinen ja poikittainen. Ensimmäinen eroaa värähtelevän liikkeen suuntaan ja toinen - sitä vastaan. Kiinteissä aineissa, toisin kuin ilmassa, ääni voi kulkea molempiin suuntiin. On mielenkiintoista, että pitkittäisaallon nopeus samalla värähtelytaajuudella on aina suurempi kuin poikittaisaallon. Ero on muutama sekunti.
Teräslaadut eroavat hiilipitoisuudesta (se määrittää kovuuden), ei-metallisten sulkeumien lukumäärän jne. Tässä on toinen mielenkiintoinen tosiasia. Näyttää siltä, että jos otamme yhden tyypin tästä metalliseoksesta, äänen nopeus teräksessä on vakio, koska se riippuu joustavuudesta. Se ei kuitenkaan ole. Tämä ominaisuus luonnehtii muodonmuutoskestävyyttä, joka voi olla erilainen: vääntö, puristus, taivutus. Iskun tyyppi määrää myös äänen nopeuden. Siten pitkittäinen a alto hajoaa pitkinruostumaton teräs nopeudella 5 800 m/s, puristusa alto - 5 000 m/s, leikkaus- ja vääntöa alto - 3 100 m/s.
