Ses hızı

Uzakta çakan bir şimşeği görür, gök gürültüsünü saniyeler sonra duyarsın. Işık neredeyse anında ulaşırken ses çok daha yavaş yol alır. Ses hızı, basınç dalgasının bir ortamdaki ilerleme hızıdır ve boşlukta ses yayılmaz; dalganın taşınması için hava, su veya katı gibi bir ortam gerekir.

Havada sıcaklığa bağlılık

Kuru havada ses hızı yaklaşık olarak v ≈ 331,3 + 0,606 × T m/s ile bulunur; T santigrat cinsinden sıcaklıktır. Daha kesin ifade v = √(γ × R × T / M) olup burada T kelvin cinsindendir. 0 °C'de yaklaşık 331 m/s olan hız, 20 °C'de yaklaşık 343 m/s'ye, 35 °C'de 352 m/s civarına çıkar. Basınç değişse de yoğunluk da aynı oranda değiştiği için ideal gazda ses hızı basınçtan bağımsızdır; asıl belirleyici sıcaklıktır.

Farklı ortamlarda

• Havada (20 °C): ≈ 343 m/s
• Tatlı suda: ≈ 1.480 m/s
• Çelikte (boyuna dalga): ≈ 5.900 m/s

Katılarda moleküller birbirine sıkı bağlı olduğundan titreşim çok daha hızlı aktarılır. Ortam ve sıcaklık seçerek değer görmek için ses hızı hesaplama aracını kullanabilirsin.

Pratik bir uygulama: Yıldırımın uzaklığı

Şimşeği gördüğün an ile gök gürültüsünü duyduğun an arasındaki saniyeyi say. Ses havada saniyede yaklaşık 343 metre gittiği için her 3 saniye yaklaşık 1 kilometreye karşılık gelir; 9 saniye gecikme fırtınanın 3 kilometre kadar uzakta olduğunu gösterir. Bu hesabı sıcaklık düzeltmesiyle yıldırım uzaklığı aracında yapabilirsin.

Mach sayısı ve diğer kavramlar

Bir cismin hızının o ortamdaki ses hızına oranına Mach sayısı denir. Uçak ses hızını aştığında oluşan şok dalgası yerde "ses patlaması" olarak duyulur. Yüksek irtifada hava soğuk olduğu için ses hızı düşer; bu nedenle aynı Mach değeri irtifaya göre farklı km/h hızlara karşılık gelir. Yankı, sonar ve ultrason cihazları da ses hızını bilerek mesafe ölçer.