Objetivo
Calcular la velocidad del sonido midiendo la variación de presión según la distancia.
El sonido viaja como una serie de compresiones y expansiones. La figura 5.1↓(a) muestra las regiones de alta y baja presión a lo largo de la dirección de propagación, junto con la salida de un sensor de presión en las posiciones correspondientes.
Se puede hacer un gráfico de las variaciones de presión en cualquier punto en sincronización con la variación en el punto de partida. La fase de la salida del micrófono cambia cuando cambia su distancia al piezo.Cuando se mueve por una longitud de onda, la fase cambia en 360°. Si la fase cambia en X grados para un cambio en la distancia de ΔD, la longitud de onda viene dada por λ = (360 × ΔD) ⁄ X. Se obtiene la velocidad del sonido multiplicando esto por la frecuencia.
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Figura 5.1 (a) compresiones y expansiones a lo largo de la dirección de la propagación del sonido. (b) diagrama de montaje |
Procedimiento
Discusión
A 3500 Hz, un cambio de distancia de 2 cm provoca un cambio en fase de 176° à 102°. Usando la ecuación, v = f × (360 × ΔD) ⁄ X, v = 3500 × (360 × 2) ⁄ (176 − 102) = 34054cm⋅s − 1. Es importante mantener el micrófono y el disco piezoeléctrico en el mismo eje para resultados precisos.