Suara muncul karena perambatan gelombang dari benda yang berosilasi. Benda padat, khususnya, logam dan paduannya, udara, air - semua ini adalah media. Mereka mungkin menghasilkan suara.
Banyak yang terkejut dengan situasi ketika kereta masih tidak terlihat dan tidak terdengar, dan jika Anda menempelkan telinga ke rel baja, suara roda akan berbeda. Jelas, alasannya adalah perbedaan kecepatan suara dalam baja dan udara. Masalah ini akan dibahas lebih detail di artikel.
Bagaimana gelombang suara merambat dalam zat padat
Mari kita pertimbangkan fisika prosesnya. Bunyi dalam baja, serta pada padatan pada umumnya, tidak merambat dengan cara yang sama seperti pada gas dan cairan. Ini dijelaskan oleh perbedaan dalam struktur zat. Atom-atom dari benda padat saling berhubungan oleh gaya listrik yang tidak terlihat. Bersama-sama mereka membentuk kisi kristal. Tautan bertindak seperti pegas. Jika sebuahbeberapa atom bergerak, lalu yang lain bergerak bersamanya.
Suara dalam padatan dibuat oleh getaran partikel dan propagasinya di sepanjang kisi kristal. Apalagi pergerakan atom-atomnya teratur, memiliki frekuensi dan arah yang sama. Proses tersebut menjadi mungkin karena elastisitas, yaitu kemampuan tubuh untuk menahan tekanan. Properti dan kepadatan ini menentukan seberapa cepat gelombang suara merambat. Dalam logam, ini terjadi sepuluh kali lebih cepat daripada di udara.
Yang menentukan kecepatan rambat suara pada baja
Untuk menjawab pertanyaan ini, Anda perlu mengetahui apa lagi yang berperan dalam proses ini. Selain elastisitas, arah gelombang suara mempengaruhi kecepatan suara. Itu memanjang dan melintang. Yang pertama menyimpang ke arah gerakan osilasi, dan yang kedua - melawannya. Dalam benda padat, tidak seperti udara, suara dapat merambat ke dua arah. Sangat menarik bahwa kecepatan gelombang longitudinal pada frekuensi osilasi yang sama selalu lebih tinggi daripada gelombang transversal. Perbedaannya hanya beberapa detik.
Tingkat baja berbeda dalam kandungan karbon (menentukan kekerasan), dalam jumlah inklusi non-logam, dll. Ini fakta menarik lainnya. Tampaknya jika kita mengambil satu jenis paduan ini, maka kecepatan suara dalam baja akan konstan, karena itu tergantung pada elastisitas. Namun, tidak. Properti ini mencirikan ketahanan terhadap deformasi, yang bisa berbeda: torsi, kompresi, tekukan. Jenis benturan juga menentukan kecepatan suara. Jadi, gelombang longitudinal divergen sepanjangstainless steel dengan kecepatan 5.800 m/s, gelombang kompresi - 5.000 m/s, gelombang geser dan torsi - 3.100 m/s.
