Laju bunyi: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan
Baris 12:
Kecepatan suara dalam notasi matematika dilambangkan dengan ''c'', dari bahasa Latin ''celeritas'' yang berarti "kelajuan".
 
Secara umum, keceaptankecepatan suara ''c'' dinyatakan dengan persamaan Newton–Laplace:
: <math>c = \sqrt{\frac{K_s}{\rho}},</math>
dengan
Baris 31:
 
Dalam [[Dispersi akustik|medium dispersif]], kecepatan suara merupakan fungsi frekuensi bunyi, melalui [[hubungan dispersi]]. Tiap komponen frekuensi merambat pada kecepatannya masing-masing, disebut [[kelajuan fasa]], sedangkan energi disturbansi merambat pada [[kelajuan grup]]. Fenomena yang sama muncul dengan gelombang cahaya; lihat [[Dispersi (optika)#Kelajuan grup dan fasa|dispersi optik]] untuk penjelasan.
 
==Perumusan praktis untuk udara kering==
[[File:Speed of sound in dry air.svg|thumb|Perkiraaan kecepatan suara pada udara kering, didasarkan dari [[rasio kapasitas panas]] (warna hijau) vs. potongan [[ekspansi Taylor]] (warna merah).]]
 
Perkiraan kecepatan suara dalam keadaan udara kering (kelembaban 0%), dalam meter per sekon, suhu mendekati {{nobreak|0 °C}}, dapat dihitung dari
: <math>c_{\mathrm{air}} = (331.3 + 0.606 \cdot \vartheta)~~~\mathrm{m/s},</math>
dimana ''<math>\vartheta</math>'' adalah suhu dalam derajat [[Celsius]] (°C).
 
Persamaan ini diturunkan dari 2 term pertama [[ekspansi Taylor]] dari persamaan berikut:
: <math>c_{\mathrm{air}} = 331.3~ \sqrt{1 + \frac{\vartheta}{273.15}}~~~~\mathrm{m/s}.</math>
 
Nilai {{nobreak|331.3 m/s}}, yang menghasilkan kecepatan pada {{nobreak|0 °C}} (atau {{nobreak|273.15 K}}), didasarkan pada nilai teoritis [[rasio kapasitas panas]], ''γ'', juga fakta bahwa pada tekanan udara 1 [[Atmosfer (satuan)|atm]] sangat bisa dijelaskan oleh perkiraan gas ideal. Beberapa nilai kecepatan suara pada {{nobreak|0 °C}} dapat bervariasi mulai 331.2 sampai 331.6 karena asumsia-asumsi ketika penghitungan. Jika gas ideal ''γ'' diasumsikan tepat {{nobreak|1=7/5 = 1.4}}, maka kecepatan suara pada {{nobreak|0 °C}} akan menghasilkan angka {{nobreak|331.3 m/s}}.
 
Persamaan ini dapat digunakan untuk rentang temperatur yang lebar, namun tetap bergantung pada perkiraan rasio kapasitas panas, dan untuk alasan ini tidak dapat digunakan pada suhu yang sangat tinggi. Rumus ini akan menghasilkan prediksi yang baik pada kondisi relatif kering, dingin, tekanan rendah, seperti [[stratofer]] bumi. Persamaan ini tidak dapat digunakan untuk tekanan sangat rendah dan panjang gelombang pendek, karena ketergantungan pada asumsi bahwa panjang gelombang suara dalam gas jauh lebih panjang daripada [[jarak bebas rata-rata]] antara tumbukan molekul gas.
 
==Referensi==