水中で音を出すと

素人質問です。

・水中は空中より音が早く伝わるの何故でしょうか？
　空気中より密度が高いと振動がすぐ伝わるから？

・もしそうなら水中では空中と同じ音を出すのに
　何倍も力が要るのでしょうか？

・同じ力で音を出したら水中の方が
　早く音が消えるのでしょうか？
　水中と空中では音の伝わり方に違いが有るのでしょうか？

お暇のある方。教えて下さいますと幸いです。
よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： foomufoomu 回答日時： 2013/08/05 14:13

１つ目は、NO.2にすばらしい回答があるので。

＞・空中と同じ音を出すのに何倍も力が要るのでしょうか？
いりません。少しの振動が大きな音となるので、空中より少ない振動でよいです。が、同じだけ振動させるには大きな力は必要なので、けっきょく空中と変わりません。
ただし、これは直接水を振動させた場合の話で、音源と水の間に空気があると、空気→水の間で反射してあまり伝わりません。

＞・同じ力で音を出したら水中の方が早く音が消えるのでしょうか？
水中では空中より何倍も遠くまで音が伝わる、というのは、昔から言われていることです。これは物質の変形でのエネルギー損失で決まることで、密度、剛性とは、また別の話です。

この回答へのお礼

＞ただし、これは直接水を振動させた場合の話で、
＞音源と水の間に空気があると、
＞空気→水の間で反射してあまり伝わりません。
だから人間が水中で一生懸命喋っても聞こえないか
せいぜい自分の周囲でワーワー聞こえるだけで
相手には全く声が聞こえず、といった感じになるのですね。

＞＞・同じ力で音を出したら水中の方が早く音が…
＞物質の変形でのエネルギー損失で決まること
別の話しなのですね。
素人にはなかなか難しい世界なのですね。
何か身近な謎に触れられた気がします。

ご回答ありがとうございました

お礼日時：2013/08/05 15:40

No.2 回答者： NemurinekoNya 回答日時： 2013/08/05 07:32

☆水中は空中より音が早く伝わるの何故でしょうか？

　空気中より密度が高いと振動がすぐ伝わるから？
◇空気よりも水の密度が大きいから、水中の音速が速くなるわけではないです。
Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%B3%E9%80%9F）
に書いてありますけれど、
音速は密度の平方根に反比例します。
　音速∝√（１/密度) （「∝」は「比例するを表す」記号）
何でといわれましても、「水は《体積弾性係数・K》が大きいから」と答えるしかないです。
水は、力を加えても、変形はしますけれども、体積はなかなか変化しませんでしょう。
これは《体積弾性係数》が大きいからです。


☆もしそうなら水中では空中と同じ音を出すのに
　何倍も力が要るのでしょうか？
◇まぁ、水には粘性、つまり運動にさからう抵抗が空気よりも大きいですから、
音を出すためには、大きな力が必要といえば、必要になりますか・・・。
たとえば、水の中で音叉やトライアングルを叩いて音を出そうとするには、
音叉やトライアングルを叩くまでに、空気よりも、水の場合の方が大きな力が必要ということになります。



☆同じ力で音を出したら水中の方が
　早く音が消えるのでしょうか？
◇どうでしょうか・・・
鯨とかシャチの鳴き声は、数キロ離れていても届くので、たぶん、水の方が遠くまで届くんですよ。ですから、水の中では意外に音は減衰しにくい、ということになります。
理由は、
　空気と水の粘り気、粘性係数の比は約１対５０。
　密度の比は、約１対８００。
空気と比べると、水は粘性係数に対する密度の比が高いので、
　───つまり、抵抗に対する慣性（力）が大きい───
遠くに聞こえのではないでしょうか。
正直、理由はよくわかりません（ポリポリ）。
定性的には、間違っていないと思うのですが・・

この回答へのお礼

ううむ・・素人にはよく解らないですが、

＞◇空気よりも水の密度が大きいから、
＞水中の音速が速くなるわけではないです。
密度の問題ではなく
＞体積弾性係数
＞水は、力を加えても、変形はしますけれども、
＞体積はなかなか変化しませんでしょう。
水の特徴が音の速さに関わっているのですね。


その他の点に関して。
水と空気は色々と条件、特徴が違い過ぎるのですね。

何か空気と水が不思議な全く別のものだと
少し気付かされた気がします。
ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2013/08/05 15:35

No.1 回答者： mpascal 回答日時： 2013/08/05 06:37

水中のほうが音が早く伝わるのは、その重さに対して体積圧縮率が高いからです。

潜水艦などで使う「ソナー」などの用途を考えれば、水中での音の減衰は空気中と比べると遥かに少ないのでは無いでしょうか。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
水中は遠くまで音が届くのですね。
人間の耳ではあまり遠くの音が聞こえないのは
空気と水の境目で水が反射するから　なのでしょうか。

ありがとうございました。

お礼日時：2013/08/05 15:28