O som surge devido à propagação de uma onda de um corpo oscilante. Objetos sólidos, em particular, metais e suas ligas, ar, água - tudo isso é mídia. Eles podem produzir som.
Muitos ficam surpresos com a situação em que o trem ainda está fora de vista e não pode ser ouvido, e se você encostar o ouvido nos trilhos de aço, o som das rodas será distinto. Obviamente, a razão é a diferente velocidade do som no aço e no ar. Esse problema será discutido com mais detalhes no artigo.
Como uma onda sonora se propaga em sólidos
Vamos considerar a física do processo. O som no aço, assim como nos sólidos em geral, não se propaga da mesma forma que nos gases e líquidos. Isso é explicado por diferenças na estrutura das substâncias. Os átomos de um corpo sólido são interconectados por forças elétricas invisíveis. Juntos, eles formam uma rede cristalina. Os links agem como molas. Se umalguns átomos se movem, então outros se movem com ele.
Som em um sólido é criado por vibrações de partículas e sua propagação ao longo da rede cristalina. Além disso, os movimentos dos átomos são ordenados, têm a mesma frequência e direção. O processo torna-se possível devido à elasticidade, ou seja, a capacidade do corpo de resistir à pressão. Essa propriedade e densidade determinam a rapidez com que uma onda sonora se propaga. Nos metais, isso acontece dez vezes mais rápido do que no ar.
O que determina a velocidade de propagação do som no aço
Para responder a esta pergunta, você precisa saber o que mais desempenha um papel nesse processo. Além da elasticidade, a direção da onda sonora afeta a velocidade do som. É longitudinal e transversal. O primeiro diverge na direção do movimento oscilatório e o segundo - contra ele. Nos sólidos, ao contrário do ar, o som pode viajar em ambas as direções. É interessante que a velocidade de uma onda longitudinal na mesma frequência de oscilação seja sempre maior que a de uma transversal. A diferença é de alguns segundos.
Os graus de aço diferem no teor de carbono (determina a dureza), no número de inclusões não metálicas, etc. Aqui está outro fato interessante. Parece que se pegarmos um tipo dessa liga, a velocidade do som no aço será constante, pois depende da elasticidade. No entanto, não é. Esta propriedade caracteriza a resistência à deformação, que pode ser diferente: torção, compressão, flexão. O tipo de impacto também determina a velocidade do som. Assim, uma onda longitudinal diverge ao longoaço inoxidável a uma velocidade de 5.800 m/s, onda de compressão - 5.000 m/s, onda de cisalhamento e torção - 3.100 m/s.
