Geluidssnelheid

Geluid wordt vaak uitgelegd als trillende lucht. Dit is niet helemaal correct. Als geluid bijvoorbeeld door een speaker gemaakt wordt ontstaat er voor de speaker een hoge druk en even later een lage druk doordat de speaker op en neer beweegt. Dit drukverschil verplaatst zich door de lucht net als een golf door het water. Daarom kun je doen alsof geluid trillende lucht is terwijl het eigenlijk een drukgolf is.

In de video kun je zien dat geluid een drukgolf is. Op de plekken in de buis waar een hogere druk is kun je zien dat er meer gas uit de buis komt doordat daar de vlammen hoger zijn.

Geluidssnelheid door lucht

Geluid heeft een bepaalde snelheid door lucht. 343 m/s. Deze snelheid wordt onder andere bepaald door de dichtheid van lucht. De drukgolf verplaatst zich met een vaste snelheid omdat het even duurt voordat de luchtdruk zich aanpast aan de luchtdruk die er net naast is. Net als een golf in het water waar het water op een bepaalde plek hoog is en op een andere plek laag. Het duurt even voordat het water zich verplaatst en dus de golf zich verplaatst.

Lucht is nodig voor geluid

In deze video zie je dat als de lucht die om een bel zit weggezogen wordt, het geluid ook verdwijnt. De bel trilt nog wel maar geeft de trilling niet over aan de lucht omdat er geen lucht is.

Geluidssnelheid meten

Het is mogelijk om zelf de geluidssnelheid te meten. Plaats een voorwerp dat geluid maakt op een grote afstand. Bijvoorbeeld een plank die een klap maakt of een rotje dat explodeert. Meet vooraf precies de afstand tot het voorwerp. Je zult zien dat er een verschil zit tussen het moment dat je de geluidsbron ziet en dat je het geluid hoort. Met dit tijdverschil kun je de snelheid van het geluid berekenen. De formule om snelheid te berekenen is v = s / t. v = snelheid in m/s, s = afstand in meter en t is tijd in seconde.

Onweer

Om te bepalen hoe ver onweer weg is kun je met een vuistregel een simpele berekening doen. Voor iedere 3 seconde tussen de flits en de knal is het onweer 1km ver weg.

Deze berekening komt voort uit de snelheid van het geluid. Het geluid verplaatst zich met 343 m/s. In 3 seconde is dat 1029 m dit is ongeveer 1 km.

Sneller dan het geluid

Sommige vliegtuigen kunnen sneller dan het geluid vliegen. Dit veroorzaakt een schokgolf. Bij een vliegtuig of ander voertuig dat minder snel dan het geluid gaat wordt er voor het voertuig lucht vooruit gedrukt. De lucht die voor het voertuig zit, zit in de weg en als het voertuig vooruit gaat moet de lucht ook vooruit of opzij. Als het voertuig langzaam gaat is dit geen probleem, de lucht stroomt er dan omheen.

Als een vliegtuig sneller dan het geluid gaat kan de lucht die voor het vliegtuig zit niet weg. Er ontstaat een grote druk voor het vliegtuig en die druk zal om de neus van het vliegtuig weg vloeien. Hierbij ontstaat een knal. Deze knal is de samengeperste lucht voor de neus van het vliegtuig die een drukgolf veroorzaakt.

Geluidsnelheid door andere stoffen

Geluid kun je ook horen onder water. Ook als je je oor op de treinrails legt kun je van veraf de trein horen. Dit komt doordat er ook andere stoffen zijn dan lucht waar geluid doorheen kan. De snelheid waarmee het geluid zich door deze stoffen beweegt is anders dan door lucht. De formule voor tijd, afstand en snelheid blijft voor alle stoffen gelijk.

Sonar

Een sonar is een apparaat om afstand te meten. Er wordt een geluidsignaal gemaakt dat weerkaatst op een voorwerp. Naast de geluidsbron zit een microfoon. De microfoon vangt het teruggekaatste geluidsingaal op. Een computer bepaald het tijdsverschil tussen het uitzenden van het geluid en het ontvangen. Met een berekening kan dan de afstand worden bepaald. Vleermuizen passen deze techniek ook toe. Daarnaast vind je deze techniek terug in dieptemeters van boten of parkeersensoren van auto’s.