Что такое скорость звука?
Скорость звука — это то, насколько быстро звуковая волна распространяется в среде. В сухом воздухе она почти полностью зависит от температуры: чем теплее воздух, тем быстрее движутся его молекулы и тем быстрее они передают волны давления. Этот калькулятор оценивает скорость звука в воздухе по введённой вами температуре и выдаёт результат в метрах в секунду, километрах в час и милях в час.
Как пользоваться калькулятором
Введите температуру воздуха в градусах Цельсия — и калькулятор мгновенно покажет скорость звука. Температура может быть отрицательной (для морозной погоды) или выше комнатной. Перевод в км/ч и миль/ч позволяет легко сравнить результат со скоростью автомобилей или самолётов.
Разбор формулы
В основе расчёта лежит приближение $$c = 331{,}3 \cdot \sqrt{1 + \frac{T}{273{,}15}}$$ где \(c\) — скорость звука в м/с, а \(T\) — температура в °C. Константа 331,3 м/с — это скорость звука при 0 °C, а число 273,15 переводит температуру по Цельсию в отношение к абсолютному нулю. Для быстрой прикидки часто используют упрощённую формулу \(c \approx 331{,}3 + 0{,}606 \cdot T\).
Пример расчёта
При 20 °C: отношение $$= 1 + \frac{20}{273{,}15} = 1{,}07322;$$ \(\sqrt{1{,}07322} = 1{,}03597\); \(c = 331{,}3 \times 1{,}03597 \approx 343{,}2\) м/с. Это примерно 1235,6 км/ч или 767,8 миль/ч — знакомая всем скорость звука при комнатной температуре.
Часто задаваемые вопросы
Влияет ли влажность на результат? Немного. Влажный воздух чуть менее плотный, поэтому скорость возрастает на несколько м/с, но температура остаётся главным фактором, и эта формула для сухого воздуха точна для большинства задач.
Почему в жару звук распространяется быстрее? При более высокой температуре молекулы движутся быстрее, поэтому колебания давления передаются между ними стремительнее.
Какова скорость звука при 0 °C? Ровно 331,3 м/с по этой формуле — это опорное значение при температуре замерзания воды.
