Mekaniske bølger og lydens hastighed

Formålet med denne rapport er at undersøge mekaniske bølgers hastighed i forskellige sammenhænge og eftervise teorien dertil.

Teori

Mekaniske bølger

Mekaniske bølger er bølger f.eks. jordskælvsbølger og lydbølger, der kræver et medium at bevæge sig i. Ved jordskælvsbølger er medium jord og ved lydbølger er medium luftens atomer.

Bølger kan udbrede sig på forskellige måder. Der findes to typiske former for bølgeudbredelse. Den ene form er når svingningerne er på tværs af bevægelsesretningen, disse bølger kaldes for transversalbølger (tværbølger/ S-bølger) og den anden form er, når svingningerne er på langs ad bevægelsesretningen og disse bølger kaldes for longitudinalbølger (længdebølger/ P-bølger). Længdebølger bevæger sig hurtigere end tværbølger (se værdierne for hastigheden nedenunder), fordi tværbølger, der bevæger sig på tværs af bevægelsesretningen tager længere tid end længdebølgerne, der bevæger sig langs ad bevægelsesretningen.

Lydens hastighed

Lydens fart er den tilbagelagte strækning lyden strækker sig over pr. sekund. Lydens fart i luft er ca. 340 m/s. Man kan beregne lydens hastighed ved hjælp af følgende formler:

?s= strækning ?= bølgelængden

?t= tid f= frekvens

Værdier for lydens fart i forskellige materialer

Materiale

Lydens fart ved længdebølge (P-bølger) (m/s)

Lydens fart ved tværbølger

(S-bølger) (m/s)

Luft

332

Vand

1400-1500

Beton

3600

2000

De forskellige bølgetyper har forskellig fart og farten afhænger af det materiale de gennemrejser. Generelt er lydens hastighed større i fast stof end i flydende stof og det skyldes molekyletætheden ved de forskellige tilstandsformer.