Velocidade do som

Som
	Ondas
	Onda sonora
	Perfil de onda
	Amplitude
	Fase
	Frente de onda
	Frequência fundamental
	Harmônica
	Banda
	Frequência
	Hertz
	Altura tonal
	Oitava
	Velocidade do som
	Efeito Doppler

Representação de uma onda longitudinal.

Velocidade do som é a velocidade de propagação de uma onda sonora .A onda sonora é uma onda mecânica longitudinal que necessita de um meio para se propagar,a passagem de qualquer onda sonora produz uma pequena variação de pressão no meio em que se propaga produzindo um deslocamento no fluido ,deslocamento tal que muda a densidade do fluido.Essa cadeia de eventos é cíclica,dependendo de uma pertubação no meio para iniciar, por exemplo: Um raio ou a vibração das cordas vocais.

Para clarificar a ideia pode-se fazer a analogia com uma mola que possui dois movimentos: um de compressão e distensão em torno do seu eixo de referência e outro movimento no espaço. A velocidade do som em um fluido depende da pressão e da densidade do fluido no meio.^[^{carece de fontes?]}

Em instrumentação pode-se utilizar este princípio para medir com boa exatidão distâncias entre obstáculos, assim: conhecendo-se a velocidade de propagação de um sinal (normalmente ultra-som no ar) é possível medir o tempo que ele gastou a percorrer um determinado espaço. Com este valor é simples calcular a distância percorrida. Utilizam-se sensores especiais que emitem o sinal em forma de pulso (ultra-som) e os recebe de volta (eco). Um sistema microprocessado pode calcular o tempo gasto (normalmente milissegundos).^[^{carece de fontes?]}

Índice

1 Equação
2 Consequências da variação de altitude
3 Velocidade do som no ar
4 Velocidade de propagação em diferentes materiais
5 Número Mach
6 Ver também
7 Referências
8 Ligações externas

Equação [editar]

Usando as relações entre densidade-pressão e deslocamento-densidade podemos obter uma equação de propagação das ondas.

O deslocamento $\part u/ \part x$ produz uma variação de densidade $\delta$ .

$\delta=-\rho_0 \frac {\part u} {\part x}$ , onde $\rho_0$ é a densidade inicial.

Esta $\delta$ produz uma variação de pressão $p$ .

$p=\left ( \frac {\part P} {\part \rho } \right )_0\delta= -\rho_0 \left (\frac {\part P} {\part \rho } \right )_0\frac {\part u} {\part x}$

Obedecendo a equação de movimento $\rho_0\frac{\part^2 u}{\part t^2}=-\frac{\part p u}{\part x}$ obtem-se:

$\rho_0 \frac{\part^2 u}{\part t}=\frac{-\part p}{\part x}=\rho_0\left (\frac {\part P} {\part \rho } \right )_0 \frac {\part^2 u} {\part x^2}$

Prosseguindo tem-se a equação de ondas:

$\frac{1}{V^2}\frac{\part^2 u}{\part t^2}-\frac{\part^2 u}{\part x^2}=0$

Com a velocidade de propagação dada por:

$V=\sqrt{\left(\part P/ \part \rho \right)}$ ¹

Consequências da variação de altitude [editar]

Na atmosfera o fator que afeta a velocidade do som é a temperatura.Quando a temperatura diminui com o aumento de altitude e o som é refratado para cima criando uma sombra acústica.A diminuição da velocidade do som é o gradiente negativo da velocidade do som.Na estratosfera a velocidade do som aumenta devido ao aumento da temperatura no interior da camada de ozônio,criando um gradiente positivo² .