音速

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音速（おんそく）は、物質（媒質）中を伝わる音の速さのこと。物質の種類や状態（固体、液体、気体）、温度、気圧などによってその速さは異なる。

国際標準大気（ISA）では海面上で気温15℃での音速は約 340 m/s ( = 1225 km/h)

ちなみに 1 気圧中の音速の計算方法は 331.5 + 0.61t （t は摂氏温度）である。これは以下に示される気体中の音速の式の摂氏0度における接線をとった近似式である。

[編集] 定義

気体において、音速は比熱比と気体定数、温度に依存する。ここで κ を気体の比熱比、R を気体定数、T を気体温度、Mを気体の平均分子量とすると音速 c は

$c = \sqrt{\frac{\kappa RT}{M}}$

と表される。もしくは、気圧 p [N/m²] と密度 ρ [kg/m³] を用いて

$c = \sqrt{\frac{\kappa p} {\rho}}$

とも表せる。

固体においては、弾性率を M とすると通常、

$c = \sqrt{ {M \over {\rho}} }$

となる。媒質としての固体が等方的で無限に広がっているとすると、固体中の音速は縦波のものと、横波のものが存在する。それぞれの音速は、縦波のものを c_l 、横波のものを c_t とすると、

$c_l = \sqrt{ {E \over {\rho}} }$ $c_t = \sqrt{ {G \over {\rho}} }$

となる。E が縦波に対する弾性率、G が剛性率である。

マッハ数0.75以下。

マッハ数0.75〜1.25。ジェット旅客機は950〜1100 km/hで巡航飛行する。

マッハ数1.2〜5.0。

マッハ数5.0以上。

最終更新 2009年10月30日 (金) 15:44 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
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