El so apareix a causa de la propagació d'una ona des d'un cos oscil·lant. Els objectes sòlids, en particular, els metalls i els seus aliatges, l'aire, l'aigua - tots aquests són mitjans. Poden produir so.
Molts estan sorpresos per la situació en què el tren encara està fora de la vista i no es pot escoltar, i si poses l'orella als rails d'acer, el so de les rodes serà diferent. Òbviament, el motiu és la diferent velocitat del so en l'acer i l'aire. Aquest problema es tractarà amb més detall a l'article.
Com es propaga una ona sonora en sòlids
Considerem la física del procés. El so a l'acer, així com als sòlids en general, no es propaga de la mateixa manera que als gasos i líquids. Això s'explica per les diferències en l'estructura de les substàncies. Els àtoms d'un cos sòlid estan interconnectats per forces elèctriques invisibles. Junts formen una xarxa cristal·lina. Els enllaços actuen com a molles. Si aalguns àtoms es mouen i després altres es mouen amb ell.
El so en un sòlid es crea per vibracions de partícules i la seva propagació al llarg de la xarxa cristal·lina. A més, els moviments dels àtoms estan ordenats, tenen la mateixa freqüència i direcció. El procés es fa possible gràcies a l'elasticitat, és a dir, la capacitat del cos per resistir la pressió. Aquesta propietat i densitat determinen la rapidesa amb què es propaga una ona sonora. Als metalls, això passa deu vegades més ràpid que a l'aire.
Què determina la velocitat de propagació del so a l'acer
Per respondre aquesta pregunta, heu de saber què més té un paper en aquest procés. A més de l'elasticitat, la direcció de l'ona sonora afecta la velocitat del so. És longitudinal i transversal. El primer divergeix en la direcció del moviment oscil·latori, i el segon - en contra. En els sòlids, a diferència de l'aire, el so pot viatjar en ambdues direccions. És interessant que la velocitat d'una ona longitudinal a la mateixa freqüència d'oscil·lació sigui sempre superior a la d'una de transversal. La diferència és d'uns segons.
Els graus d'acer difereixen pel contingut de carboni (determina la duresa), pel nombre d'inclusions no metàl·liques, etc. Aquí hi ha un altre fet interessant. Sembla que si prenem un tipus d'aquest aliatge, aleshores la velocitat del so en l'acer serà constant, ja que depèn de l'elasticitat. Tanmateix, no ho és. Aquesta propietat caracteritza la resistència a la deformació, que pot ser diferent: torsió, compressió, flexió. El tipus d'impacte també determina la velocitat del so. Així, una ona longitudinal divergeixacer inoxidable a una velocitat de 5.800 m/s, ona de compressió - 5.000 m/s, ona de cisalla i torsió - 3.100 m/s.
