음속 (Speed of sound)

음속 (Speed of sound)

소리 (음파) 의 전파 속도이다.

음파는 파동이기 때문에 매질을 통해서 전달이 되고 이 매질의 성질에 따라 음파의 전달 속도가 달라진다.

20 도씨 공기중에서 음속은 약 343 m/s 이다. 

아래 그림은 공기나 액체에서 음파의 전달을 나타낸다. 

수식

일반적으로 유체에서 음속 c는 뉴턴-라플라스 식으로 구한다.

K : 등엔트로피 체적 강성 (bulk modulus) 

-> 주어진 힘에 대해 탄성체의 변형 저항 정도 (클수록 변형이 잘 안된다)

 : 밀도

음속은 체적 강성이 증가할수록 커지고 밀도가 커질수록 감소한다. 이를 적용하면 음속은 공기 < 물 < 철 의 순이다 (밀도 증가량보다 체적 강성의 증가량이 더 크다). 

다이아몬드 내의 음속은 무려 12000 m/s이다 (집에 커다란 다이아몬드가 있다면 한번 실험해보자).

참고문헌

https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_sound#Mach_number

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%8C%EC%86%8D