Zvuk
Razmislimo
Zvučni valovi
Upoznajmo zvučne valove - pogledaj crtež, a zatim okreni karticu.
Zvuk putuje kao zvučni val.
S obzirom na oblik, zvuk je longitudinalni val. Crtež pokazuje kako se širi zvuk iz zvučnika. Vidimo zgušnjenje čestica zraka koje se prenosi od zvučnika. Za širenje zvučnog vala potrebno je sredstvo (zrak, voda, metal) pa se zvuk ne može širiti kroz vakuum.
Brzina zvuka
Što je zrak gušći čestice se brže sudaraju i zvučni valovi se brže prenose.
Zvuk putuje različitim brzinama kroz različita agregatna stanja. Brzina zvuka u zraku iznosi 330 m/s (1188 km/h). Ta brzina često varira zbog tlaka zraka. Za rješavanje zadataka uzimat ćemo tu brzinu.
Brzina zvuka u vodi je oko 1500 m/s (5400 km/h), a u željezu brzina zvuka je oko 5500 m/s (19800 km/h). Sigurno ste gledali kaubojske filmove u kojima Indijanci naslanjaju uho na šine kako bi čuli dolazi li vlak. Razmislite čuju li oni vlak i zašto?
Primjer zadatka:
Koliko vremena treba zvuku da prođe kroz šine duljine 5,5km, ako je brzina širenja zvuka kroz željezo 5500m/s?
s = 5,5km = 5500 m
v = 5500 m/s
_____________
t = ? (s)
v = s/t
t = s/v
t = 5500/5500
t = 1 s
Pogledaj video s upaljenim zvučnicima, a zatim pokušaj riješiti sljedeći zadatak.
Ultrazvuk i infrazvuk
Zvuk čujemo osjetilom sluha, a ako je frekvencija zvuka određena čujemo tonove. Tonovi su obično pravilni zvučni valovi, a šum nepravilni. Razmisli gdje sve čuješ šum.
Što je frekvencija tona veća čujemo viši ton. Ljudsko uho čuje samo određene frekvencije zvuka.
Frekvencije niže od 20 Hz nazivamo infrazvuk, a frekvencije iznad 20 000 Hz ultrazvuk.
Ljudska bića čuju u rasponu od 20 Hz do 20 000 Hz.
Jakost zvuka
Primjena zvučnih valova
Zvučni valovi prenose energiju i mogu obaviti rad. Zvučni valovi mogu biti korisni pa u medicini koristimo ultrazvuk za pregled unutarnjih organa. Ultrazvučni valovi emitiraju se u tijelo i odbijaju, a zatim detektiraju. Odbijanje ovisi o gustoći tkiva kroz koje valovi prolaze. Računalo stvara sliku unutrašnjosti i projicira je na ekran.
Drugi primjer primjene zvučnih valova je kod sonara koji radi na sličnom principu kao i ultrazvuk u medicini.
Svi ti valovi koriste odbijanje zvuka od prepreka kojega nazivamo jeka. Dosta životinja u prirodi koristi jeku kao osjetilo. Među njima su šišmiši, dupini, kitovi, rovke i madagskarski lemuri.