音速は、音が一定時間内に空間を伝わる速さです。音は機械波であり、伝播するには水や空気などの媒体が必要であるため、空間（真空）では伝播しません。
波は空間の乱れであり、次のような特徴があります。
振幅(A)
波長（λ）
周波数 (f)
速度(V)
波の速度は次の方程式で計算されます: V = λ。 f または V = λ/T、測定単位は m/s です。この速度は媒体によって異なります。気体媒体では、速度は固体媒体よりも遅くなります。
物体が空気中の音速 (20°) 344 m/s に近いかそれを超えて移動する場合、音に対するこれらの物体の速度を知らせるために、マッハと呼ばれる量が関係します。
音速についてのまとめ
音は空間の乱れです。
音の場合と同様、伝播に媒体を必要とする外乱は機械波と呼ばれます。
他の波と同様に、音にも振幅、波長、周波数、速度があります。
音の速さは、それが入っている媒体によって変わります。
音は、液体や気体の媒体よりも固体媒体の方が速く伝わります。
空気中（20°）の音速は約 344 m/s です。
音速の壁を超える物体は、物体の速度と音速を関連付ける一致量に関係します。
音速の計算
一般的な波動方程式を使用して音速を求めるには、音の周波数 (f)、1 秒間に発生する振動数、および波の周期のサイズである波長 (λ)を求める必要があります。
V = λ。 f
V：波速（m/s）
λ：波長(m)
f: 波の周波数 (Hz または m -1 )
この速度は、振動が形成される時間である波周期 (T) によっても求めることができます。
T: 波の周期 (秒)
さまざまなメディアにおける音の伝播速度
音速は以下に応じて変化します。
物理的状態 (気体、液体、固体)。
弾性（変形能力）。
媒体の温度。
このプロセスは屈折と呼ばれ、波が伝播媒体を変化させ、その材質によって速度が増減します。
音速を変えるもう 1 つの要因は温度です。空気中では、0 °C での音速は約 331.45 m/s ですが、25 °C では 298.15 m/s になります。
この差を計算するには、0 °C での気温とその状態での速度を使用するだけで、他の温度での速度がわかります。
温度 0 °C (ケルビン (K))、273.15 K を次の式で使用すると、さまざまな周囲温度での音速を求めることができます。
V: 媒質内の音速 (m/s)
T: 速度を比較したい温度(K)
T 0 : 温度 0 °C (ケルビン (K))
例として温度 40 °C (313.15 K) を使用すると、次のようになります。
さまざまなメディアの音速の表:
|
材料 |
音速(m/s) |
|
空気(25°) |
346.3 |
|
水(25°) |
1493年 |
|
アルミ(20°) |
5100 |
|
鋼鉄 |
6000 |
音速（マッハ）
物体が空気中の音速である 344 m/s または 1224 km/h に達するかそれを超えると、私たちはそれを超音速として扱い始めます。これらの高速について話す量はマッハです。
マッハは無次元量(測定単位はありません) であり、物体の速度 (V 0 ) と音速 (V s ) の比 (除算) によって求められます。
ま：マッハ
V 0 : 物体の速度 (m/s または km/h)
V s : 音速 (m/s または km/h)
この物体が音速に達すると、マッハ1であると言います。この物体が音速の 2 倍で移動する場合、マッハ 2 であると言い、以下同様に音速の倍数になります。
音の特徴は何ですか？
すべての音を人間の耳で捉えることができるわけではありません。私たちの耳の容量は、20 Hz から 20,000 Hz までの周波数です。
20 Hz より低い周波数の音は超低周波音として知られ、20,000 Hz を超える周波数の音は超音波と呼ばれます。
コウモリ、イルカ、猫などの動物は 60 Hz ～ 150,000 Hz の超音波を知覚でき、犬などの動物は 15 Hz ～ 50,000 Hz の超低周波音を知覚できます。
音響学に関連して、音を扱う場合、機械波の特性に加えて、振幅 (A)、波長 (λ)、周波数 (f)、周期 (T)、および速度 (V) が音の特徴となります。音色、強さ、ピッチなどの生理学的特徴を持っています。
音色は、異なる楽器の同じ音を区別できるようにするものであり、たとえば、異なる音源を決定する役割を果たします。
強度は音波によって伝達されるエネルギーに関係します。このエネルギーは波の振幅によって見られ、波が大きいほど強度も大きくなります。
高さは波の周波数に関係します。周波数が高いと高い音になり、周波数が低いと低い音になります。
音波の発生源と観測者に応じて、受信/放出される周波数は変化します。これは、物理学者クリスチャン・ドップラーにちなんでドップラー効果として知られています。
音源が観察者に近づくと、波の周波数が増加し、波長が減少するため、観察者はより高いピッチの音を聞くことができます。
音源が観察者から遠ざかると、波の周波数が減少し、波長が増加するため、観察者はより低い音を聞くことになります。
防音壁
音速に達する前に物体が移動できる限界は、私たちが音速として知っているものです。物体が音速を超えると、空気が圧縮されて周囲の圧力が上昇し、衝撃波が発生します。
最初にバリアを通過した飛行機は自由落下で通過しました。最初の超音速飛行は、1947 年 10 月 14 日にベル X-1 を操縦するアメリカ人のチャック・イェーガーによって実行されました。