水の音速って,水温などの関数になると思うのですが,どのような式で表すことができるのでしょうか?

どなたか私に教えてください.

A 回答 (1件)

このコーナの,No.31956 に同様の質問があります.


質問検索(画面左上)で水の音速と入力すると何個か出てきます.
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます.早速いってみます.

お礼日時:2001/08/23 16:55

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q音速について

下記の件についてお願いします。わかる所のみでもかまいません。
・水中(純水)における音速の式(大気圧、0℃~40℃)←できる限り正確な式 お願いします
・数mの高さの水柱の底面より音波を発した場合、圧力など変化して音速が変わっ てくると思うのですが、そんな要因を考慮した音速の式
・水道水中における音速の式、または純水中との音速の差(0℃~40℃)   (水柱の場合についての式がわかればなお嬉しいのですが・・・)
・音速の測定方法または装置の詳細(高精度、液中)

以前水中の音速についての質問があったと思うのですが、結構急ぎなのでなるべく詳しく教えていただけると大変ありがたいです。

Aベストアンサー

水道水,イオン交換水,脱気水(沸騰させて空気を抜いた物),いずれも測定してみると1/100000程度の差しかありません.
淡水であれば池の水でも同じと考えて良いと思います.

Q音速はあくまで音速?

気になったので教えていただきたいのですが・・・
時速100kmで走る車からボールを進行方向へ時速100kmで投げたとすると空気抵抗などを考えなければボールは時速200kmで飛びますよね?
音速の戦闘機が近づいて来る時には音がなくて、通りすぎた後に聞こえるというのを聞いたのですが、音の場合、マッハ1の戦闘機から出た音は進行方向へマッハ2で進むということはないのでしょうか?
音は空気を伝わるからあくまで音速の壁を破れないんでしょうか?

Aベストアンサー

音は、静止した空気に振動として伝わります。
ですから、音が発生した時点で、戦闘機とは独立した速度系で移動します。ですから、速度の合成は起きません。

簡単に言うと、縄跳びの縄の片側を上下に振ると波ができ前へ移動しますが、、縄自体は前に移動をしていませんね。波の移動速度が音速にあたり、縄が空気にあたります。その横を波と同じ速さで移動していると考えてください。

Q細長い管路に空気を通した場合の、圧力損失と流速の関係

お世話になっております。

はせこう、と申します。
現在、ある空気圧制御機械を設計しておりまして、流量の計算のために
流体力学を勉強しております。

現在、下記のような実験モデルを考え、空気の流れ方を計算しています。

(1)ある容量V[m^3]の金属製の容器に、長さ L[m] 内径 2d[mm](だいたい、直径3mm) の
 内部がなめらかで内径が一定な管路がまっすぐ、地面と水平に接続されています。
(2)いま、容器内の圧力が P [kPa] のときに管路の末端を開放すると、
 空気が流出します。
(3)このときの、管路内の空気の圧力と流速の関係を求める。

といった場合に、

考察A:
 ア) 管路内のある位置 x での圧力は、容器から遠ざかるにつれて下がっていく
  →圧力損失(ワイズバッハの式より)
 イ) 管路内のある位置 x での流速は、容器から遠ざかるにつれて上がっていく(質量保存の法則より。圧力が下がると密度も下がるので、質量流量を保とうとすると、速度が上がる。)

といった理解をしているのですが、これは正しいでしょうか。
また、上記"考察A"が正しい場合、

考察B:
 ア) 管路内の空気の流速は、音速を超えられないので、管路がいくら長くなったとしても、流速が音速を超えることがない。
 イ) 流速が音速を超えた後は、流速が変わらないので、密度が変わらない。(質量流量保存則より)
 ウ) 密度が変わらないので、圧力も変わらない。

 即ち、管路内のあるところで流速が音速と同じになったあとは、その後いくら管路が長くても圧力損失は起きない

という理解は正しいでしょうか。

考察Bに関しては自分としても、何か腑に落ちない理解です。
たぶん、圧力損失は生じるのだと思いますが、
質量保存則を考慮に入れると、どうも圧力が一定になるような気がしています。

皆様お忙しいとは存じますが、教えていただければ幸いです。

以上、よろしくお願い申し上げます。

お世話になっております。

はせこう、と申します。
現在、ある空気圧制御機械を設計しておりまして、流量の計算のために
流体力学を勉強しております。

現在、下記のような実験モデルを考え、空気の流れ方を計算しています。

(1)ある容量V[m^3]の金属製の容器に、長さ L[m] 内径 2d[mm](だいたい、直径3mm) の
 内部がなめらかで内径が一定な管路がまっすぐ、地面と水平に接続されています。
(2)いま、容器内の圧力が P [kPa] のときに管路の末端を開放すると、
 空気が流出します。
(3)このと...続きを読む

Aベストアンサー

管径・管長が決まっていれば、
管内を流れる流体(定常流)に関する変数は3つです。
(1)入口圧力、(2)出口圧力、(3)流量
上記の内、2つを決めれば残り一つは計算できます。

質問の場合は(1)入口圧力(2)出口圧力から
(3)流量を計算することになるでしょう。

ワイズバッハの式を利用するのであれば、
摩擦損失係数の決定に関連して繰り返し計算が必要になります。
解析的な解法はありません。

Q風船に水が入ったときの、音速

音速cは

c=√(k/ρ)
k 体積弾性率
ρ 密度

で表されます。

例えば風船に水の入ったような
壁面の弾性率kmを考慮した音速を出す場合、
水の弾性率をkwとすると、どのような式で表されますか?

c=√((km+kw)/ρ)

でしょうか?
またこの場合、なぜそうなりますか?


ご回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

風船(=3次元、球)の場合なら、おそらくはkm無視です。(球の中心から表面まで伝わる音速だとして。)
一方、パイプ(=1次元。パイプの断面方向に音速が伝わるのはゼロ秒とし、管の軸方向に音波が伝わることだけを考える)の場合は、

1/k=1/Kw+d/(km・t)
ただし、 d:パイプの直径 t:パイプの厚さ  パイプの中身は流体。
つまり、パイプを完全剛体とした場合に通常の音速となるため、パイプ内の音速は遅め、ということ。

一応、水撃 伝播速度 で検索すれば、数式の羅列のどこかに当該式が見つかると思います。

Q音速前後の空気圧迫について

流体力学に関しては素人なのでおかしな文かもしれませんが、ご理解ください。

物体が音速に達すると衝撃波と共に大きな音がしますよね?

ちなみに、ここで聞きたいのは音速の時ではなく、その前後の速度です。

例えばですが、音速が340m/sであったときに、物体が300m/sであったならば、
衝撃波は出ないと思います。しかし、音速に近いので、空気の圧迫は当然大きくなるわけで、
音速でなくとも音(風を切る音?)が大きくなると思うのですが、
その時の空気の圧迫による音の大きさはどのように変わるのでしょうか?

音や圧力に関しての公式ってあるのでしょうか?
あったなら教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 衝撃波は一般にはちょっと誤解されているところがあります。それは物体が音速を超えるときに衝撃波が出るという誤解です。正しくは物体が音速を超えると衝撃波を引き摺って進み続けるということです。これを地上にいる人が観測すると、その衝撃波が通過するときにバーンと大きな音が聞こえるのです。船が舳先から後方へ筋のような並みを両舷から引き摺って走ります。これが衝撃波なのです。衝撃波が止まっている船を通過するときには大きく揺れますよね。これがバーンという音に匹敵するわけです。

 但し物体が音速に達すると前方の気体が強く圧縮され、理想気体だとその圧力は無限大になってしまいますが、これは方程式がこのような臨界状態では成立しなくなり、確かに音速を超えるときには物体に大きな力がかかりますが、無限大というわけではないのです。

圧力に関係する法則はボイルシャールの法則というのががあり  PV/T=一定 という式で表わされます。ただし超音速の波の場合には熱の伝達が間に合わないので熱力学によって上式から PV^γ=一定という式が適用されます。 ポアソンの法則と呼ばれています。

 衝撃波は一般にはちょっと誤解されているところがあります。それは物体が音速を超えるときに衝撃波が出るという誤解です。正しくは物体が音速を超えると衝撃波を引き摺って進み続けるということです。これを地上にいる人が観測すると、その衝撃波が通過するときにバーンと大きな音が聞こえるのです。船が舳先から後方へ筋のような並みを両舷から引き摺って走ります。これが衝撃波なのです。衝撃波が止まっている船を通過するときには大きく揺れますよね。これがバーンという音に匹敵するわけです。

 但し物体...続きを読む

Q潮汐力による変形をルジャンドル関数で表すには

こんにちは、
下記の式ηは、地球と月の重力による球形の海面からずれる高さを
求める式です。

η=3/2*M/E*(e/R)^3*e*(cos^2λ-1/3)

E:地球の質量
M:月の質量
e:地球の半径
R:地球-月の距離
λ:地球の中心から月と地球表面のある点―高さηを求める点―を見る角度
を示しております。

具体的に計算してみますと
e/R=1/60.3
M/E=1/81.3
地球の半径をe=6370kmとしますと、
λ=0、180度のとき
0.357353m
で一番膨らみ、
λ=90、270度のとき
-0.178676m
で一番へこみます。
これは、現実的な満潮、干潮時の数値とほぼ一致するようです。

ここで、質問ですが、
球体の中心から表面までの距離Rは、対称軸から測った角度θの関数と
して、ルジャンドルの多項式Pλ(θ)によって展開でき、更に、中心
に関して変形が反転対称であるとすれば
R(θ)=R0(1+α0+α2P2(θ)+α4P4(θ)+α6P6(θ)+、、、)
と表せますが、上記の潮汐力による地球(球体)の変形もルジャンドル関数で
表せるのでしょうか?

こんにちは、
下記の式ηは、地球と月の重力による球形の海面からずれる高さを
求める式です。

η=3/2*M/E*(e/R)^3*e*(cos^2λ-1/3)

E:地球の質量
M:月の質量
e:地球の半径
R:地球-月の距離
λ:地球の中心から月と地球表面のある点―高さηを求める点―を見る角度
を示しております。

具体的に計算してみますと
e/R=1/60.3
M/E=1/81.3
地球の半径をe=6370kmとしますと、
λ=0、180度のとき
0.357353m
で一番膨らみ、
λ=90、270度のとき
-0.178676m
で一番へこみます。
これは、現...続きを読む

Aベストアンサー

>現実的な満潮、干潮時の数値
http://www.data.kishou.go.jp/kaiyou/db/tide/suisan/suisan.php

Q媒質による音速の違い

1
窒素気体中の音速と酸素気体中の音速

2
空気中の音速と水中の音速

それぞれ、どちらの音速が大きいか教えてください。

Aベストアンサー

1.
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%B3%E9%80%9F

音速 = √(κRT/M)
(つまり、音速の2乗は、分子量Mの平方根に反比例)
 ⇒ 窒素分子は酸素分子より軽いので、窒素中の音速の方が大きい。

2.
これは、知識として「水中の方が速い」と覚えてください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%B3
(「音速」の章を参照)

Q張力を表す式(比例関係にならない場合)

以前、中学の理科でフックの原理(バネの伸びは加えた力に比例する)
を習いました。が、この関係に従わない物質がたくさんあると思います。
張力が指数的に増加する場合、どうしてそうなるのでしょうか?
また、比例関係になる場合は、どんな点が特別なのでしょうか?
どんな式関係で予測したらいいかは、どうしたら分かりますか?
ぜひお教え下さい。

Aベストアンサー

十分なお答えにはならないですが、考え方についてコメントしたします。

バネにせよ、その他の線材にせよ、伸ばしたときに戻ろうとする力の原因は、その材料の中の原子・分子間の結合(凝集)力です。この凝集力には、様々な機構が関与していますが、実は、どれも距離に対して直線的な(線型)関数ではないのです(クーロン引力などもその一例ですね)。ならば、何故フックの法則などが成立つかといえば、それは、一つ一つの要素(原子ペア)に着目したとき、変位がごく僅かだからです。各要素の変位は僅かでも、その要素が莫大な数だけあるので、全体として巨視的な伸びになる-こういう状況です。ここで、線型でない関数でも、滑らかである限り、微小な変化に対しては直線関係で近似されます。その結果、微小な変位の集まりとして現われる巨視的な変位は、復元力と比例する形になるわけです。

ですから、ある許容範囲を越えて伸ばしすぎてしまえば、どんな材料でも、伸びと復元力の線型関係は失われます(そして、最後には切れてしまう)。フック法則が成立つ範囲をなるべく広くしようと思えば、全体の伸びに寄与する要素部分の量をできるだけ増やして、個々の要素の変位を抑えることが望ましいです。バネは、これを実現するための形状をしています。

ミクロな構造の視点を離れて、材料全体の伸びと力の関係を扱う分野は、材料力学と呼ばれるジャンルに含まれます。この中の、歪み応力曲線関連の部分を調べると、色々な実例や扱い方が出ていると思います。

十分なお答えにはならないですが、考え方についてコメントしたします。

バネにせよ、その他の線材にせよ、伸ばしたときに戻ろうとする力の原因は、その材料の中の原子・分子間の結合(凝集)力です。この凝集力には、様々な機構が関与していますが、実は、どれも距離に対して直線的な(線型)関数ではないのです(クーロン引力などもその一例ですね)。ならば、何故フックの法則などが成立つかといえば、それは、一つ一つの要素(原子ペア)に着目したとき、変位がごく僅かだからです。各要素の変位は僅かでも、その...続きを読む

Qプロペラ機は音速を超えられるか

昔、飛行機は音速を超えられないと言われていたそうですが、急降下などはなしで、プロペラの力だけで音速を超えることは不可能なのでしょうか。音速は光速のように「超えられない壁」なのでしょうか?

Aベストアンサー

No.2の方の(横からの)疑問に対してですが、エンジンの中で燃焼し高温ガスを生成していることがミソです。気体中の音速は「(比熱比×圧力/密度)の平方根≒熱速度∝温度」です<密度には無関係です>。つまり、機体が常温大気に対して超音速になってもエンジンの中の局所音速は常温(300K)での音速より大きな値になるのでタービンブレードの周りが超音速にならずに済んでいるのです。高空では気温が低いので音速が小さくなります。
このことは、No.1の方が示している3番目のサイトに書いてあります。

なお、ご存知とは思いますが、
圧力は密度と温度の積です。
音速つまり圧力波の伝播速度は最初の分子が一定距離にある分子に情報を伝える速度つまり分子の平均移動速度に等しいのです。一定距離の間に多くの中継点(分子)があろうと、つまり密度が高くても音速には影響を与えません。

Q一次関数のグラフがX軸と作る角度を2等分する関数のグラフの式

一次関数のグラフがX軸と作る角度を2等分する関数のグラフの式について教えてください。
 ⑴ Y=4/3X のグラフがX軸と作る角度を2等分する関数のグラフの式はどのようにして求めたらいいのですか。
⑵ 一般式として Y=aXのグラフがX軸と作る角度を2等分する関数のグラフの式を求める方法はあるのですか。

Aベストアンサー

X軸に限らず、2つの直線を2等分する式を求めることができます。
「角の二等分線の方程式」
http://examist.jp/mathematics/locus-area/kaku-nitoubunsen/

「X軸」の場合は「Y=0」と表せますね。

参考URLにもありますが、2本あることに注意してください。


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

おすすめ情報