Elasticidad y amp; Densidad de la velocidad de una onda

La velocidad de una onda se determina , en gran medida , por la densidad y elasticidad del medio a través del cual viaja la onda . La importancia relativa de estos dos factores puede variar mucho dependiendo de la sustancia , pero hay algunos conceptos clave que pueden ayudar a explicar el comportamiento de la energía de las olas . Elasticidad en Sólidos

La velocidad de una onda que viaja a través de materiales sólidos se determina en parte por la elasticidad del sólido . La elasticidad de un sólido se determina por la cantidad de su forma cambia cuando se coloca bajo tensión. Sólidos con alta elasticidad , como el caucho , el cambio en gran medida bajo la presión y la velocidad de las ondas de sonido a través de este tipo de materiales es mucho más lento . Los sólidos con baja elasticidad , como el acero , conservan su forma y ondas pueden viajar a velocidades más altas .
Densidad en Sólidos

La velocidad de una onda a través de una sólido también se determina por la densidad del sólido. La densidad es simplemente la masa total del material por unidad de volumen . Por lo tanto , los sólidos que están hechos de moléculas grandes tienden a tener una mayor densidad, o masa por volumen . Sólidos densos son mucho más difíciles para las ondas que viajan a través y así se ralentizará la velocidad de la onda.
Gases

Los gases con alta densidad , tales como xenón, ondas lentas hacia abajo mientras que los gases más ligeros, como el helio y el hidrógeno, permita que las olas viajan a mayor velocidad . Los gases son altamente elástico , por lo que la densidad es el factor más importante en la determinación de la velocidad de onda . Sin embargo, la densidad del gas no afecta a la onda de sonido mientras exista el gas a una temperatura constante . En este caso, la temperatura del gas determina la velocidad de la onda. Energía de las olas es transmitida por las moléculas causantes de moverse y transferir ese movimiento a las moléculas adyacentes . La temperatura determina cómo las moléculas se están moviendo rápido antes de que la ola que llega . A mayor temperatura, las moléculas que ya se mueven mucho, por lo que se requiere menos energía para transferir energía de las olas y la onda viajará más rápido . A temperaturas más bajas , lo contrario es cierto . Si la temperatura fluctúa constantemente , entonces la densidad entra en juego como la temperatura no es lo suficientemente consistente para determinar la velocidad de la onda.
Humedad

Las moléculas de agua son menos elástica que las moléculas de gas . Esto es porque los átomos en las moléculas de agua están más poderosamente atraídos entre sí que los átomos en las moléculas de gas . Cuando una fuerza actúa sobre el agua , las moléculas se desplazan , pero vuelven a su posición anterior más rápidamente que las moléculas de gas . Como la energía de onda se transmite a través de moléculas que se mueven , las moléculas más pronto vuelven a sus posiciones , más pronto que se pueden mover de nuevo y la ola pueden viajar más rápido . Cuando el aire es húmedo , que está lleno de moléculas de agua y las olas viajan más rápidamente.
Ambiente

A temperaturas más altas , las ondas viajan más rápido porque se requiere menos energía para provocan que las moléculas se muevan . A gran altitud , el aire es más frío por lo que las ondas viajan más lento posteriormente , un fenómeno llamado gradiente de la velocidad del sonido . En la estratosfera , la velocidad de las ondas aumenta de nuevo como la capa de ozono caliente, que se encuentra adyacente a la stratosophere , se calienta el aire. En este caso, ni la elasticidad ni la densidad es el factor decisivo en la determinación de la velocidad de la onda .