snelheid geluidsgolven
Floris stelde deze vraag op 05 oktober 2007 om 14:44.Reacties
Dag Floris,
Je vraag is best wel verwarrendvoor iemand die er wel meer maar ook niet alles van af weet. Een golf is een trilling die doorgegeven wordt, en veel dingen kunnen op veel manieren trillen.
De snelheid waarmee geluid (laten we ons daartoe even beperken) wordt doorgegeven in een medium is niet alleen van dichtheid afhankelijk, maar ook en vooral van de temperatuur van dat medium. Bij gelijke (standaard)druk is de geluidssnelheid in lucht van 0°C alweer een stuk lager dan in lucht van 20°C (331 m/s vs 343 m/s) terwijl de dichtheid van die koude lucht toch hoger is.
Ik hoop dat dit toch een stukje van je vraag beantwoordt.
Groet, Jan
Dag Floris,
een interessante vraag die je hier stelt, ook iets waar ik niet direct een antwoord op heb.. maar ik zal mijn best doen:
Het is niet moeilijk om je voor te stellen dat geluidsgolven veel langzamer gaan in lucht dan in bijvoorbeeld steen:
Lucht heeft namelijk vrij bewegende moleculen die niet met elkaar verbonden zijn en alleen soms met elkaar in botsing komen. In steen zijn ze gerangschikt in een rooster en kunnen alleen bewegen als ze daarbij de volgende in het rooster opzij duwen.
Maar: dichtheid heeft een verlagend effect op de geluidssnelheid! Het is de stijfheid die het meestal goed maakt.
Wikipedia 'Speed of Sound' behandelt gassen, vloeistoffen en vaste stoffen.
Maar nu over transversale golven:
hoe zie je dat voor je? denk je dan aan een soort snaar, of flatgebouw? of een golf die over het water loopt als je er een steen in gooit? of misschien nog ingewikkelder?
De transversale golven zijn in principe niet anders, maar de stijfheid van objecten is vrijwel nooit hetzelfde in alle richtingen (denk maar aan een snaar, of een flatgebouw)
Golven zijn een wisselwerking tussen iets dat stijf is en energie kan opslaan (bv. veerenergie), en massa die die energie weer omzet in beweging (kinetische energie)
zonder wrijving:
Eveer + Ekin = constant
Deze twee vormen wisselen steeds energie uit, de veer energie slaat uitwijking op en wanneer alle beweging is uitgewerkt, zal de veer weer terug gaan duwen, en wanneer de veer geen energie meer heeft, zal de kinetische energie op zijn top zitten en de veer weer gaan indrukken.
de wisselwerking gaat als volgt:
Eveer + 0 = c
0 + Ekin = c
Eveer + 0 = c
etc.
Als er heel veel stijfheid is en weinig massa, zal dit tot een heel snelle reactie leiden (en vice versa) want:
Ekin = 0.5*m*v^2 = c
en een lage massa leidt tot een hoge snelheid
v is dan wel niet de golfsnelheid, maar zal bepalen of het proces sneller of langzamer verloopt.
maar dit gaat alweer een stuk verder dan mij eigenlijk de bedoeling was, als er iets niet duidelijk is hoor ik het wel.
groeten