的声音的速度是相当于与纵波传播在一个给定的介质中，连续产生压缩和扩张的速度，这大脑解释为声音。

因此，声波每单位时间传播一定的距离，这取决于它传播的媒介。实际上，声波需要材料介质来进行开始时提到的压缩和扩展。因此，声音不会在真空中传播。

图1.超音速飞机打破了声屏障。资料来源：pixbay

但是，由于我们生活在空气中，声波具有一种可以在其中移动并允许听觉的介质。在20ºC的空气中，声速约为343 m / s（1087 ft / s），如果愿意，则约为1242 km / h。

要在介质中找到声音的速度，您必须了解其属性。

由于交替修改了材质介质，以便声音可以传播，因此最好知道使它变形的难易程度。可压缩性模块B向我们提供此信息。

另一方面，表示为ρ的介质密度也将是相关的。任何介质的惯性都会转化为对声波通过的阻力，在这种情况下，它们的速度会降低。

如何计算声速？

介质中的声速取决于其弹性和所表现出的惯性。令v为声速，通常，这是正确的：

胡克定律指出，介质中的变形与施加于其上的应力成正比。比例常数恰好是材料的可压缩模量或体积模量，定义为：

应变是体积变化量DV除以原始体积V _o。由于它是体积之间的比率，因此缺少尺寸。B之前的减号表示随着努力（这是压力的增加），最终体积小于初始体积。有了这些，我们得到：

在气体中，体积模量与压力P成比例，比例常数为γ，称为绝热气体常数。通过这种方式：

B的单位与压力的单位相同。最终速度为：

Sonido y temperatura

De lo dicho anteriormente se desprende que la temperatura es realmente un factor determinante en la velocidad del sonido en un medio.

A medida que la sustancia se calienta, sus moléculas adquieren mayor rapidez y son capaces de colisionar con mayor frecuencia. Y mientras más colisionen, mayor será la velocidad del sonido en su interior.

Usualmente interesan mucho los sonidos que viajan por la atmósfera, ya que en esta nos encontramos inmersos y pasamos la mayor parte del tiempo. En tal caso la relación entre la rapidez del sonido y la temperatura es la siguiente:

331 m/s es la velocidad del sonido en el aire a 0 º C. A 20 º C,que equivalen a 293 kelvin, la velocidad del sonido es 343 m/s, como se mencionó al comienzo.

El número de Mach

El número Mach es una cantidad sin dimensiones que viene dada por el cociente entre la velocidad de un objeto, generalmente un avión, y la velocidad del sonido. Es muy conveniente para saber lo rápido que se mueve una aeronave con respecto al sonido.

Sea M el número Mach, V la velocidad del objeto -la aeronave-, y v_s la velocidad del sonido, tenemos:

Por ejemplo, si una aeronave se mueve a Mach 1, su velocidad es la misma que la del sonido, si se mueve a Mach 2 es el doble y así sucesivamente. Algunos aviones militares experimentales no tripulados incluso han llegado a Mach 20.

Velocidad del sonido en diferentes medios (aire, acero, agua…)

Casi siempre el sonido viaja más deprisa en los sólidos que en los líquidos, y a su vez es más rápido en los líquidos que en los gases, aunque hay algunas excepciones. El factor determinante es la elasticidad del medio, que es mayor conforme aumenta la cohesión entre los átomos o las moléculas que lo conforman.

Por ejemplo, en el agua el sonido se desplaza con más rapidez que en el aire. Esto se advierte de inmediato al sumergir la cabeza en el mar. Los sonidos de los motores de las embarcaciones lejanas se aprecian con más facilidad que al estar fuera del agua.

A continuación la velocidad del sonido para distintos medios, expresada en m/s:

• Aire (0 ºC): 331
• Aire (100 ºC): 386
• Agua dulce (25 ºC): 1493
• Agua de mar (25 ºC): 1533

Sólidos a temperatura ambiente

• Acero (Carbono 1018): 5920
• Hierro dulce: 5950
• Cobre: 4660
• Cobre enrollado: 5010
• Plata: 3600
• Vidrio: 5930
• Poliestireno: 2350
• Teflón: 1400
• Porcelana: 5840

Referencias

1. Elcometer. Tabla de velocidades para materiales predefinidos. Recobrado de: elcometer.com.
2. NASA. Speed of sound. Recobrado de: nasa.gov
3. Tippens, P. 2011. Física: Conceptos y Aplicaciones. 7ma Edición. McGraw Hill
4. Serway, R., Vulle, C. 2011. Fundamentos de Física. 9^na Ed. Cengage Learning.
5. Universidad de Sevilla. Número de Mach. Recuperado de: laplace.us.es