كتابة : سميرة
آخر تحديث: 25/01/2021

سرعة الصوت في الماء

سرعة الصوت في الماء
من المعروف اختلاف السرعة في أي شيء حسب المكان الموجودة فيه وتنتقل الموجات فيه، وهناك خصائص محددة يتحدد من خلالها سرعة الصوت في الماء في أي شيء وهم: الكثافة ومعامل الأحجام للأشياء التي يمكن قياس سرعة الصوت فيها.
هناك عدة أشياء تزداد وتنتقل فيها سرعة الصوت في الماء بشكل سريع أكثر ومنها: السوائل والأجسام الصلبة، وأيضاً تزداد، وأيضاً تزداد سرعة الصوت بسرعه أكبر مع الحرارة ووجود حرارة في المكان, وللتعرف على سرعة الصوت في الماء تابعوا معنا.

ما هي سرعة الصوت

تكون سرعة الصوت في أي شيء كما ذكرنا معتمدة في الأساس علي نوع المكان أو الوسط الذي يتم فيه انتقال الموجات الصوتية أيضاً تعتمد علي درجة الحرارة في المكان أو الوسط حيث كما ذكرنا أن سرعة الصوت تزداد في درجات الحرارة المرتفعة أكثر, حيث قدمت وكالة ناساأهم إنجازات وكالة ناسا ومهامها.. من يعمل في الناسا؟ قانون يمكن من خلاله حساب سرعة الصوت لأي مكان أو وسط وهذا القانون هو:

سرعة الصوت= (ثابت الغاز× معامل ثبات الاعتلاج× درجة حرارة الوسط بالكلفن).

وللعلم أن ثابت الغاز في الهواء هو 286 متر تربيع/ثانية تربيع /كلفن، وومعامل ثبات الاعتلاج يكون تقديره ب 1,4 للهواء الذي يكون لديه سعرات حرارية مناسبة.

هناك أيضاً قانون آخر لحساب سرعة الصوت في الهواء وهو قانون أبسط من القانون الآخر وهذا القانون اعتماده الأساسي علي درجة حرارة الهواء وهو:

سرعة الصوت في الهواء= 331.4+0.6×درجة حرارة الهواء ( وتكون بالسيلسيوس ).

ما هو الصوت

هو عبارة عن مجموعة من الاهتزازات تمر من خلال وسيط ما وتكون علي شكل موجة ميكانيكية، الوسط أو المكان الذي ينتشر فيه الصوت يكون من ثلاث أنواع: صلب أو غاز أو سائل، الصوت ينتقل في السوائل بطريقة أبطأ إلي حد ما ولكن في الغاز أبطأ من السوائل أما في المواد الصلبة يكون أسرع.

والتعريف الفيزيائي للصوت هو: اهتزاز ولكنه يظهر وينتشر في الهواء علي شكل موجة ضغط تسمعها الكائنات وتكون من خلال وسيط فيكون هذا الوسيط صلب أو غاز أو سائل.

أما عن تعريف الصوت من ناحية علم الأحياءأهم مبادئ ووظائف علم الأحياء، وأهم استخداماته في حياة الإنسان هو: عبارة عن إشارة ما تكون صادرة من أي كائن له فم يتحدث به أو يصدر منه صوت وهذه الإشارة يكون محتواها نغمة أو صوت أو أكثر من ذلك، فائدة هذا الصوت أنه أداة اتصال بين هذا الكائن والكائنات الأخرى من نفس نوعه أو من نوع آخر فهذا الصوت يعبر هذا الكائن من خلاله عن أي شيء يريده أو يريد فعله سواء كان هذا الكائن واعيا أو غير واعي بما يقوله.

و تعريف الصوت من ناحية علم النفسمعلومات حول علم النفس التربوي: هو عبارة عن مجموعة من الموجات الصوتية التي يستقبلها الكائن وأيضاً الدماغ تصور هذه الموجات له.

طبيعة الصوت وكيفية انتقاله

الموجات الصوتية قد تنتقل من خلال وسيط ما وهذا يحدث من خلال تصغير وتوسيع أجزاء من الوسط الذي تنتقل فيه الموجات الصوتية وهذا يحدث بالتبادل، وأيضا يمكن القول أن سرعة الصوت هي عبارة عن مسافة تقطعها الأصوات وهذا يحدث لكل وحدة من الزمن.

على سبيل المثال عندما يكون هناك صفيحة موضوعة في مكان ما وتهتز هذه الصفيحة فهذا يؤدي إلي أن هذه الصفيحة تقوم بتحريك الهواء المحيط بهذه الصفيحة هذا يعني أن الهواء الذي كان في مكان ما انتقل من مكانه لمكان جديد، وإذا لاحظنا أن عندما يحدث كل هذا نسمع صوت الصفيحة وهي تهتز ومع الوقت تسكن هذه الصفيحة في مكانها، وسنذكر أن سبب كل هذا هو: أن الصفيحة تحاول معارضة الهواء وان ترجع إلي سكونها، وأيضاً يحاول الهواء الموجود حول الصفيحة أن يقوم بمعارضة حركة الصفيحة.

أنواع الموجات

يوجد أنواع عديده للموجات وهذه الموجات تكون مختلفة في سماتها ومن هذه الأنواع:

الموجة المستعرضة (transverse waves)

يقوم هذا النوع من الموجات بأن يؤدي إلي تحريك الجزيئات الموجودة في المكان أو الوسط ولكن يتم التحريك بشكل عمودي ويكون هذا علي طول طريق الموجة أو خط سيرها.

الموجة الطولية ( Longitudinal waves )

هذا النوع من الموجات يقوم بتحريك الجزيئات الموجودة في المكان أو الوسط الذي يقوم بنقل الموجات الطولية هذه بشكل يكون موازي مع طريق الموجة أو خط سيرها.

الموجة السطحية ( surface waves )

هذا النوع من الموجات يقوم بنقل وتحريك الجزيئات الموجودة في مادة المكان أو الوسط ولكن بشكل دائري، وهذا النوع يأتي مخالف لنوع الموجة المستعرضة والموجة الطولية.

وأنواع هذه الموجات يمكن أن تتصنف حسب الطريقة التي تُنقل من خلالها إلي الطاقة حيث:

الموجات الكهرومغناطيسية ( Electromagnetic waves )

يكون هذا النوع من الموجات قادر علي نقل الطاقة في المكان الفارغ أي في الفراغ وكل هذا بدون أي وسيط يساعده في النقل، يكون هذا النوع نتيجة بعض الاهتزازات لجزيئات مشحونة، وهناك أمثلة بارزة لهذا النوع منها: الموجات الكهرومغناطيسية التي تكون الشمس هي المصدر الأساسي لها فهي تنتقل من مصدرها (الشمس) إلي كوكب الأرض وهذا يحدث بدون أي وسيط يساعدها في النقل حيث أن الفضاء ما هو إلا عبارة عن فراغ.

الموجات الميكانيكية ( Mechanical waves )

هذا النوع يكون عكس النوع الآخر حيث أن هذا النوع لا يقوم بنقل الطاقة في الفراغ ولكنه يحتاج بالفعل إلي وسيط ليساعده في نقلها وينتقل من خلاله، حيث أن هناك مثال واضح علي هذا النوع من الموجات وهو الموجات الصوتية حيث أنها لا تنتقل في الفراغ فهناك مثال علي ذلك أن عندما يوضع جرس في مكان فارغ وليس فيه هواء فإن صوت الجرس لن يكون مسموع في هذه الحالة.

ما هي سرعة الصوت في الماء؟

تكون سرعة الصوت في الماء اسرع واكثر علواً في الماء مقارنة بسرعة الصوت بالماء أو أي شيء آخر حيث يكون حساب سرعة الصوت في الهواء في الأيام والطقس العادي 331 متر في الثانية (م/ث)، ولكن تكون سرعة الصوت بالماء تقريباً 1480 متر في الثانية (م/ث)، ولهذا يمكن القول بأن الصوت ينتقل أسرع في الماء والمسطحات المائية أكثر من الهواء بكثير.

بالتأكيد يكون هناك اختلاف في سرعة الصوت في الماء من مسطح مائي إلي مسطح مائي اخر ولكن هذا الاختلاف يكون بسيط جدا وصغير حيث أن سرعة الصوت تكون متراوحة بين 1450 إلي 1498 في الثانية وهذه السرعة تكون في الماء المُقطر، ولكن سرعة الصوت تكون 1531 متر في الثانية وهذه السرعة تكون في مياه البحر عندما يتم قياس درجة الحرارة وتكون متراوحة بين 20 إلي 25 درجة مئوية، ترجع أسباب اختلاف هذه السرعة البسيطة إلي أن سرعة الماء هذه تتأثر بظروف وعدة عوامل منها: درجة الملوحة في الماء ودرجة الحرارة في الماء وأيضاً يمكن إضافة عامل آخر وهو ضغط الماء وهذا الضغط يزداد أكثر فأكثر كلما زاد العمق.

إذا تغيرت درجة الحرارة لدرجة مئوية واحدة فإن ذلك سوف يؤدي إلي تغير موجات سرعة الصوت بالماء إلي 4 م/ث، وإذا تغيرت نسبة الملوحة في الماء بمقدار وحدة واحدة فهذا سوف يؤدي إلي تغير موجات سرعة الصوت بالماء بكمية 1.4 م/ث، وأيضاً الضغط في الماء فهو مرتبط بالعمق أي كلما كان العمق مختلف بكمية 1 كم فسوف يؤدي هذا إلي أن سرعة موجات الصوت في الماء بكمية 17 م/ث.

وفي النهاية, تختلف سرعة الصوت في الماء عن الهواء لما تحمله كل بيئة من عناصر، ولقد وضع العلماء مجموعة من القوانين التي توضح ذلك، مما ساعد في التوصل للكثير من الاستخدامات في حياتنا اليومية.

للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط

تم النسخ
لم يتم النسخ