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BASIC4MCU | 센서 | 초음파센서 | 소리의 전파속도

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작성자 키트 작성일2017-08-23 15:00 조회4,937회 댓글0건

본문

2093095301_khDN4oAU_imgf000038_0001.png
2093095301_ASb7UlJy_speed-of-sound-dry-air-equation.jpg

소리의 전파속도는 습도가 0%일 때의 공식은

c_

여기서

c_ : 소리의 속도
2093095301_Wmy6NeZk_81fb02ba737e233483dcbaf8ae7391e5.png : 섭씨의 온도

음속

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
 

음속(音速)은 소리가 퍼져나가는 속력이다.

음속은 소리를 전파하는 매질에 따라 달라지며, 보통은 공기 중의 속력을 말한다. 대기의 상태에 따라 속력이 바뀌는데, 온도에 크게 좌우된다. 습도에 따른 영향은 적으며, 대기압에 따른 영향은 없다. 일반적으로 고도가 높아질수록 소리의 속력이 떨어지는데, 온도와 습도의 영향 탓이다. 공기 중의 속력은 대략

c_

으로 나타낼 수 있다. 여기서 2093095301_1EekgWxy_50d91f80cbb8feda1d10e167107ad1ff.png는 섭씨 온도이다.



전파 속도[편집]

음파의 속도(음속)는 직선 거리를 알고 있는 두 점 사이에서 전달되는 시간을 재면 구할 수 있다. 빛의 속도는 음속보다 훨씬 빠르기 때문에 한쪽 점에서 발사한 신호용 권총의 연기를 다른 한쪽에서 보고 소리가 들릴 때까지의 시간을 재면 된다. 또는 음파의 반사를 이용해서 재는 방법도 있다. 커다란 건물을 향해 일정한 시간 간격으로 딱딱이를 치면서 건물에서 멀어지면 딱딱이에서 직접 들리는 소리와 건물에 반사해서 소리가 똑같이 들리는 위치를 발견할 수 있다. 이 때의 위치에서 건물까지의 거리의 2배를 딱딱이를 치는 시간 간격으로 나누면 음속을 구할 수 있다.

온도 15℃의 공기 속을 전파하는 음속은 대략 340m/s이다. 음속은 진동수나 기압에는 관계가 없고 공기의 온도에 의해서만 변한다. 음속이 공기의 온도에 의해 변하는 것은 공기의 밀도가 온도에 의해 변하기 때문이므로, 밀도가 작을수록, 즉 온도가 높을수록 매질은 이동하기 쉬워져서 음속은 빨라진다. 공기 속에 수증기 등이 포함되어 있으면 음속도 변화하지만 그 영향은 기온의 영향보다도 적기 때문에 무시해도 좋다. 공기 이외의 매질(액체·고체도 포함) 속의 음속도 온도에 따라 다르다. 보통 기체 속보다도 액체 속의 음속이 크며, 액체 속보다 고체 속이 크다.

2093095301_GYBRSIH2_25EC25A0259C25EB25AA25A9_25EC2597258625EC259D258C.png3Ftype3Dw740 


같은 위키백과인데 공식이 조금 다릅니다.

Effect of temperature on properties of air
Temperature
T (°C)
Speed of sound
c (m/s)
Density of air
ρ (kg/m3)
Characteristic specific acoustic impedance
z0 (Pa·s/m)
35 351.88 1.1455 403.2
30 349.02 1.1644 406.5
25 346.13 1.1839 409.4
20 343.21 1.2041 413.3
15 340.27 1.2250 416.9
10 337.31 1.2466 420.5
5 334.32 1.2690 424.3
0 331.30 1.2922 428.0
−5 328.25 1.3163 432.1
−10 325.18 1.3413 436.1
−15 322.07 1.3673 440.3
−20 318.94 1.3943 444.6
−25 315.77 1.4224 449.1

2093095301_LmhWay3c_2000px-Speed_of_sound_in_water.svg.png

2093095301_aD3L8Y41_speed_of_sound.gif
2093095301_lGUMNRdX_25C125A625B825F1_25BE25F825C025BD.PNG3Ftype3Dw740

2093095301_yeAjlipr_25C125A625B825F1_25BE25F825C025BD.PNG3Ftype3Dw740
NO제 목이 름날 짜조 회2761 빛과 소리의 속도  시로 2002-09-21 791
    Re: 빛과 소리는 같은 파동이 아닙니다.  오세명 2002-09-24 758
    Re: 빛과 소리의 속도  Runeuser 2002-09-22 2869
      Re: Re: 빛과 소리의 속도  허허 2002-10-03 787
      Re: Re: 되게 유식하네요.  고장 2002-09-24 730 
     Re: Re: 빛과 소리의 속도  질문 2002-09-22 775 
       Re: Re: Re: 빛과 소리의 속도  ㄴㄴㅁㅅ 2002-09-22 788 

2093095301_CnjkPURi_25C125A625B825F1_25BE25F825C025BD.PNG3Ftype3Dw740

//

The speed of sound in air is around 768 mi/hr (1,125 ft/sec, 343m/sec), or about 5 seconds per mile, or 3 seconds per kilometer. That is the reason for the rule of thumb where when you see a flash of lightning, count the number of seconds until you hear the thunder clap, then divide by five. That gives you the approximate distance (in miles) away of the lightning. Divide by three for kilometers.

The speed of sound in any medium is dependent upon the coefficient of stiffness (modulus of bulk elasticity for gas mediums). Density and/or compressibility alone does not determine the speed of sound. 

    Vl = Velocity of plane longitudinal wave in bulk material.
   Vs = Velocity of plane transverse (shear) wave.
Vext = Velocity of longitudinal wave (extensional wave) in thin rods.
 
Solids
Substance Density
(g/cm3)
Vl
(m/s)
Vs
(m/s)
Vext
(m/s)
Metals        
Aluminum, rolled 2.7 6420 3040 5000
Berylium 1.87 12890 8880 12870
Brass (70 Cu, 30 Zn) 8.6 4700 2110 3480
Copper, annealed 8.93 4760 2325 3810
Copper, rolled 8.93 5010 2270 3750
Gold, hard-drawn 19.7 3240 1200 2030
Iron, Armco 7.85 5960 3240 5200
Lead, annealed 11.4 2160 700 1190
Lead, rolled 11.4 1960 690 1210
Molybdenum 10.1 6250 3350 5400
Monel metal 8.90 5350 2720 4400
Nickel (unmagnetized) 8.85 5480 2990 4800
Nickel 8.9 6040 3000 4900
Platinum 21.4 3260 1730 2800
Silver 10.4 3650 1610 2680
Steel, mild 7.85 5960 3235 5200
Steel, 347 Stainless 7.9 5790 3100 5000
Tin, rolled 7.3 3320 1670 2730
Titaninum 4.5 6070 3125 5080
Tungsten, annealed 19.3 5220 2890 4620
Tungsten Carbide 13.8 6655 3980 6220
Zinc, rolled 7.1 4210 2440 3850
Various        
Fused silica 2.2 5968 3764 5760
Glass, pyrex 2.32 5640 3280 5170
Glass, heavy silicate flint 3.88 3980 2380 3720
Lucite 1.18 2680 1100 1840
Nylon 6-6 1.11 2620 1070 1800
Polyethylene 0.90 1950 540 920
Polystyrene 1.06 2350 1120 2240
Rubber, butyl 1.07 1830    
Rubber, gum 0.95 1550    
Rubber neoprene 1.33 1600    
Brick 1.8     3650
Clay rock 2.2     3480
Cork 0.25     500
Marble 2.6     3810
Paraffin 0.9     1300
Tallow       390
Woods        
Ash, along the fiber       4670
Beech, along the fiber       3340
Elm, along the fiber       4120
Maple, along the fiber       4110
Oak, along the fiber       3850
Human Body Tissues        
Soft Tissue        


Liquids
Substance Formula Density
(g/cm3)
Velocity at 25°C
(m/s)
-δv/δt
(m/sec °C)
Acetone C3H60 0.79 1174 4.5
Benzene C6H6 0.870 1295 4.65
Carbon tetrachloride CCl4 1.595 926 2.7
Castor oil C11H10O10 0.969 1477 3.6
Chloroform CHCl3 1.49 987 3.4
Ethanol amide C2H7NO 1.018 1724 3.4
Ethyl ether C4H10O 0.713 985 4.87
Ethylene glycol C2H6O2 1.113 1658 2.1
Glycerol C3H8O3 1.26 1904 2.2
Kerosene   0.81 1324 3.6
Mercury Hg 13.5 1450  
Methanol CH4O 0.791 1103 3.2
Turpentine   0.88 1255  
Water (distilled) H2O 0.998 1496.7 -2.4


Gases and Vapors
Substance Formula Density
(g/l)
Velocity
(m/s)
δv/δt
(m/sec °C)
Gases        
Air, dry   1.293 331.45 0.59
Ammonia NH3 0.771 415  
Argon Ar 1.783 319 (at 20°C) 0.56
Carbon monoxide CO 1.25 338 0.6
Carbon dioxide CO2 1.977 259 0.4
Chlorine CL2 3.214 206  
Deuterium D2   890 1.6
Ethane (10°C) C2H6 1.356 308  
Ethylene C2H4 1.260 317  
Helium He 0.178 965 0.8
Hydrogen H2 0.0899 1284 2.2
Hydrogen chloride HCl 1.639 296  
Methane CH4 0.7168 430  
Neon Ne 0.900 435 0.8
Nitric oxide (10°C) NO 1.34 324  
Nitrogen N2 1.251 334 0.6
Nitrous oxide N2O 1.977 263 0.5
Oxygen O2 1.429 316 0.56
Sulfur dioxide SO2 2.927 213 0.47
Vapors        
Acetone C3H6O   239 0.32

Benzene

 

C6H6   202 0.3
Carbon tetrachloride CCl4   145  
Chloroform CHCl3   171 0.24
Ethanol C2H6O   269 0.4
Ethyl ether C4H10O   206 0.3
Methanol CH4O   335 0.46
Water vapor (134°C) H2O   494 0.46

Information from CRC Handbook of Chemistry and Physics, 7first Edition, 1990-1991, David R. Lide

Human Body Tissues
Substance Velocity at 25°C (m/s)
Soft Tissues 1540
Brain 1541
Liver 1549
Kidney 1561
Blood 1570
Muscle 1585
Lens of Eye 1620
Skull Bone 4080
Water 1540
http://www.rfcafe.com/references/general/velocity-sound-media.htm


Speeds of Sound

Material
Speed of Sound
Rubber
60 m/s
Air at 40oC
355 m/s
Air at 20 oC
343 m/s
Lead
1210 m/s
Gold
3240 m/s
Glass
4540 m/s
Copper
4600 m/s
Aluminum
6320 m/s

Speed of Sound in Various Bulk Media

Gases
Material
v (m/s)
Hydrogen (0°C)
1286
Helium (0°C)
972
Air (20°C)
343
Air (0°C)
331
Liquids at 25°C
Material
v (m/s)
Glycerol
1904
Sea water
1533
Water
1493
Mercury
1450
Kerosene
1324
Methyl alcohol
1143
Carbon tetrachloride
926
Solids
Material
v (m/s)
Diamond
12000
Pyrex glass
5640
Iron
5130
Aluminum
5100
Brass
4700
Copper
3560
Gold
3240
Lucite
2680
Lead
1322
Rubber
1600

2093095301_etaSOLpY_RelativeHumidityA.gif
2093095301_8T3bothq_SoundAllowanceLwMainDuctBranch.gif
2093095301_p1yRKTHd_Sound_Propagation1.gif

2093095301_N0B5XRzl_sound-attenuation.gif

Environmental Effects on the Speed of Sound
Dennis A. Bohn – Rane Corporation, Mukilteo, WA 98275 USA
J. Audio Eng. Soc. – Vol. 36, No. 4 – 1988 April
http://www.rane.com/pdf/eespeed.pdf

2093095301_pXLahMgU_attenuation-and-speed-of-sound-in-air.gif
Attenuation Graph
Speed of Sound in Air Graph
2093095301_PQYiA8rV_fig1.gif
2093095301_96fSOXQw_19.gif




공기 중에서의 초음파 전파속도는 소리의 전파속도와 같습니다.

#. 자료중 일부 그림은 웹검색해서 구했습니다.


소리의 전파속도 습도가 0%일 때의 공식은

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