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音速

音速(Speed of sound)は、物質(媒質)中を伝わるの速さのこと。物質の種類や状態(固体液体気体)、温度気圧などによって速さは異なる。

空気中での音速(340 m/s、気温15℃、1気圧?→時速で1224 km/h)は航空機などの速さの単位(マッハ)になっている。

ちなみに1気圧中の音速の計算方法は331.5+0.6t (tは摂氏温度) である。

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1 定義
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定義

気体

気体において、音速は
比熱比気体定数、温度に依存する。 ここでを気体の比熱比、を気体定数、を気体温度とすると音速は

と表わされる。 もしくは、気圧[N/m2]と密度[kg/m3]を用いて

とも表せる。

固体

固体においては、弾性率をMとすると通常、

となる。媒質としての固体が等方的で無限に広がっているとすると、固体中の音速は縦波のものと、横波のものが存在する。それぞれの音速は、縦波のものを、横波のものをとすると、

となる。Eが縦波に対する弾性率、Gが剛性率である。

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