Sunetul apare datorită propagării unei unde dintr-un corp oscilant. Obiecte solide, în special metale și aliajele acestora, aer, apă - toate acestea sunt medii. Acestea pot produce sunet.
Mulți sunt surprinși de situația în care trenul nu este încă din vedere și nu poate fi auzit, iar dacă puneți urechea pe șinele de oțel, sunetul roților va fi distinct. Evident, motivul este viteza diferită a sunetului în oțel și aer. Această problemă va fi discutată mai detaliat în articol.
Cum se propagă o undă sonoră în solide
Să luăm în considerare fizica procesului. Sunetul în oțel, precum și în solide în general, nu se propagă în același mod ca în gaze și lichide. Acest lucru se explică prin diferențele în structura substanțelor. Atomii unui corp solid sunt interconectați prin forțe electrice invizibile. Împreună formează o rețea cristalină. Legăturile acționează ca niște arcuri. În cazul în care ununii atomi se mișcă, apoi alții se mișcă cu el.
Sunetul într-un solid este creat de vibrațiile particulelor și de propagarea lor de-a lungul rețelei cristaline. Mai mult, mișcările atomilor sunt ordonate, au aceeași frecvență și direcție. Procesul devine posibil datorită elasticității, adică capacității corpului de a rezista presiunii. Această proprietate și densitate determină cât de repede se propagă o undă sonoră. În metale, acest lucru se întâmplă de zece ori mai repede decât în aer.
Ce determină viteza de propagare a sunetului în oțel
Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să știți ce altceva joacă un rol în acest proces. Pe lângă elasticitate, direcția undei sonore afectează viteza sunetului. Este longitudinală și transversală. Primul diverge în direcția mișcării oscilatorii, iar al doilea - împotriva acesteia. În solide, spre deosebire de aer, sunetul poate călători în ambele direcții. Este interesant că viteza unei unde longitudinale la aceeași frecvență de oscilație este întotdeauna mai mare decât cea a uneia transversale. Diferența este de câteva secunde.
Calurile de oțel diferă în conținutul de carbon (determină duritatea), în numărul de incluziuni nemetalice etc. Iată un alt fapt interesant. Se pare că dacă luăm un tip din acest aliaj, atunci viteza sunetului în oțel va fi constantă, deoarece depinde de elasticitate. Cu toate acestea, nu este. Această proprietate caracterizează rezistența la deformare, care poate fi diferită: torsiune, compresiune, încovoiere. Tipul de impact determină și viteza sunetului. Astfel, o undă longitudinală diverge de-a lunguloțel inoxidabil la o viteză de 5.800 m/s, undă de compresie - 5.000 m/s, undă de forfecare și torsiune - 3.100 m/s.
