ПаветтаСкорость звука: 343 м/с, или 1 235 км/ч
В воздухе при 20 °C звук идёт 343 метра в секунду, это 1 235 км/ч, на морозе −20 °C — 319 м/с, а в стали — почти шесть километров в секунду. Калькулятор считает скорость по температуре и среде, переводит её в число Маха и показывает, за сколько звук покроет нужное расстояние.
Скорость звука в км/ч, м/с и других единицах
В воздухе при 20 °C звук проходит 343 метра за секунду, это 1 235 км/ч. В авиации за скорость звука берут 340,3 м/с, или 1 225 км/ч: это стандартная атмосфера у земли, +15 °C.
| Единица | +20 °C | +15 °C | 0 °C |
|---|---|---|---|
| м/с | 343,0 | 340,3 | 331,3 |
| км/ч | 1 235 | 1 225 | 1 193 |
| км/с | 0,343 | 0,340 | 0,331 |
| м/мин | 20 580 | 20 418 | 19 878 |
| миль/ч | 767 | 761 | 741 |
| узлы | 667 | 661 | 644 |
| фут/с | 1 125 | 1 116 | 1 087 |
Сколько звук проходит за секунду, три, минуту
| Время | Путь при +20 °C |
|---|---|
| 1 с | 343 м |
| 2 с | 686 м |
| 3 с | 1 029 м |
| 5 с | 1 715 м |
| 10 с | 3 430 м |
| 30 с | 10,3 км |
| 1 минуту | 20,6 км |
Мах в км/ч: 1, 2, 3 маха и больше
Мах — доля от скорости звука в том же воздухе, поэтому в км/ч он зависит от высоты: у земли 1 мах = 1 225 км/ч, на высоте 11 км и выше, где −56,5 °C, — 1 062 км/ч.
| Мах | км/ч, земля | м/с, земля | км/ч, 11 км |
|---|---|---|---|
| 1 мах | 1 225 | 340 | 1 062 |
| 1,5 маха | 1 837 | 510 | 1 593 |
| 2 маха | 2 450 | 681 | 2 124 |
| 2,5 маха | 3 062 | 851 | 2 655 |
| 3 маха | 3 675 | 1 021 | 3 187 |
| 4 маха | 4 900 | 1 361 | 4 249 |
| 5 махов | 6 125 | 1 701 | 5 311 |
| 6 махов | 7 350 | 2 042 | 6 373 |
| 8 махов | 9 800 | 2 722 | 8 498 |
| 10 махов | 12 250 | 3 403 | 10 622 |
Скорость звука на высоте
Температура по стандартной атмосфере: до 11 км воздух остывает на 6,5 °C на километр, выше до 20 км держится около −56,5 °C. Реальный день отличается на несколько градусов.
| Высота | Температура | м/с | км/ч |
|---|---|---|---|
| уровень моря | 15,0 °C | 340 | 1 225 |
| 1 км | 8,5 °C | 336 | 1 211 |
| 2 км | 2,0 °C | 333 | 1 197 |
| 3 км | −4,5 °C | 329 | 1 183 |
| 5 км | −17,5 °C | 321 | 1 154 |
| 8 км | −37,0 °C | 308 | 1 109 |
| 10 км | −50,0 °C | 299 | 1 078 |
| 11 км | −56,5 °C | 295 | 1 062 |
| 15 км | −56,5 °C | 295 | 1 062 |
| 20 км | −56,5 °C | 295 | 1 062 |
Скорость звука в разных средах
Скорость растёт с жёсткостью среды и падает с плотностью: c = √(K / ρ). Поэтому в стали звук быстрее, чем в воде, а в воде быстрее, чем в воздухе.
| Среда | м/с | км/ч | Условия |
|---|---|---|---|
| Воздух | 343 | 1 236 | при +20 °C |
| Гелий | 972 | 3 499 | 0 °C |
| Водород | 1 284 | 4 622 | 0 °C |
| Углекислый газ | 259 | 932 | 0 °C |
| Резина | 60,0 | 216 | мягкая, комнатная температура |
| Пробка | 500 | 1 800 | комнатная температура |
| Вода пресная | 1 482 | 5 335 | 20 °C |
| Вода морская | 1 500 | 5 400 | 20 °C, солёность 35 ‰ |
| Лёд | 3 200 | 11 520 | −4 °C |
| Древесина вдоль волокон | 3 800 | 13 680 | сосна, сухая |
| Бетон | 3 400 | 12 240 | плотный |
| Кирпич | 3 600 | 12 960 | полнотелый |
| Стекло | 5 400 | 19 440 | оконное |
| Сталь | 5 900 | 21 240 | продольная волна в объёме |
| Алюминий | 6 420 | 23 112 | продольная волна в объёме |
| Свинец | 1 210 | 4 356 | продольная волна в объёме |
| Алмаз | 12 000 | 43 200 | продольная волна в объёме |
Скорость звука в воздухе по температуре
| Температура | м/с | км/ч | Километр за | Где так бывает |
|---|---|---|---|---|
| -40 °C | 306,1 | 1 102 | 3,27 с | Якутия зимой |
| -35 °C | 309,3 | 1 114 | 3,23 с | |
| -30 °C | 312,6 | 1 125 | 3,20 с | |
| -25 °C | 315,8 | 1 137 | 3,17 с | |
| -20 °C | 318,9 | 1 148 | 3,14 с | мороз в средней полосе |
| -15 °C | 322,1 | 1 159 | 3,10 с | |
| -10 °C | 325,2 | 1 171 | 3,08 с | |
| -5 °C | 328,3 | 1 182 | 3,05 с | |
| 0 °C | 331,3 | 1 193 | 3,02 с | тающий снег |
| +5 °C | 334,3 | 1 204 | 2,99 с | |
| +10 °C | 337,3 | 1 214 | 2,96 с | |
| +15 °C | 340,3 | 1 225 | 2,94 с | |
| +20 °C | 343,2 | 1 236 | 2,91 с | комната |
| +25 °C | 346,1 | 1 246 | 2,89 с | |
| +30 °C | 349,0 | 1 256 | 2,87 с | жаркий день |
| +35 °C | 351,9 | 1 267 | 2,84 с | |
| +40 °C | 354,7 | 1 277 | 2,82 с | юг в июле |
От чего зависит скорость звука и как её считает инструмент
Звук — это волна давления, и её скорость задаёт среда: громкость и высота тона на неё никак не влияют. В воздухе при двадцати градусах она равна 343 метрам в секунду, на морозе падает до 319, в воде поднимается до 1 482, в стали доходит почти до шести километров в секунду. Калькулятор считает скорость по температуре для воздуха, берёт справочные значения для семнадцати сред и переводит результат в число Маха.
Для воздуха используется формула c = 331,3 · √(1 + t / 273,15) метров в секунду, где t — температура по Цельсию. Вблизи комнатных значений она почти прямая: каждый градус добавляет около 0,6 метра в секунду. Из той же скорости считаются задержка звука на расстоянии и расстояние до грозы по паузе между вспышкой и раскатом. Отдельная таблица показывает, как скорость меняется в диапазоне от сорока градусов мороза до сорока градусов жары: разница доходит до сорока пяти метров в секунду, и на длинной дистанции это уже заметная поправка.
| Среда | Скорость | Во сколько раз быстрее воздуха |
|---|---|---|
| Воздух при +20 °C | 343 м/с | 1 |
| Вода пресная | 1 482 м/с | 4,3 |
| Лёд | 3 200 м/с | 9,3 |
| Сталь | 5 900 м/с | 17 |
| Алюминий | 6 420 м/с | 19 |
История: от выстрела с колокольни до Bell X-1
Первым скорость звука попробовал измерить француз Марен Мерсенн около 1636 года: он засекал время между выстрелом и звуком на известном расстоянии и получил величину, завышенную примерно на треть. Точнее вышло у англичанина Уильяма Дерхема в 1709 году — он наблюдал в телескоп вспышку выстрела с колокольни и получил значение, близкое к нынешнему.
Теорию предложил Исаак Ньютон в «Началах» 1687 года, но его результат оказался процентов на пятнадцать ниже измеренного. Причину нашёл Пьер-Симон Лаплас в 1816 году: Ньютон считал сжатие воздуха изотермическим, тогда как звуковая волна сжимает и разрежает газ слишком быстро для выравнивания температуры. Поправка на адиабатический процесс свела теорию с опытом.
В 1887 году Эрнст Мах сфотографировал ударную волну летящей пули и ввёл отношение скорости тела к скорости звука, которое теперь носит его имя. Шестьдесят лет спустя, 14 октября 1947 года, Чак Йегер на самолёте Bell X-1 первым в управляемом полёте прошёл этот рубеж.
Число Маха и расстояние до грозы
Для воздуха задайте температуру ползунком: результат пересчитывается сразу, и видно, как звук замедляется на морозе. Поле скорости объекта переводит километры в час в число Маха при той же температуре — из-за этого одна и та же путевая скорость на высоте десять километров даёт большее число Маха, чем у земли, там холоднее на полсотни градусов.
Задержку звука удобно считать для практики: концерт на открытой площадке, эхо от стены, расстояние до грозы. Правило «секунды делить на три» даёт километры с погрешностью около двух процентов при летней температуре. Влажность влияет слабо, около 0,7 метра в секунду при переходе от сухого воздуха к насыщенному, а вот ветер сдвигает результат заметнее и делает счёт до грозы приблизительным. Для сред плотнее воздуха температурная поправка в калькуляторе отключается: у воды, металлов и стекла разброс значений зависит от состава и формы образца сильнее, чем от градусов, поэтому там стоят справочные величины с указанием условий. Рядом лежат конвертер скорости и калькулятор децибел.
| Воздух, +20 °C | 343 м/с |
| Воздух, 0 °C | 331,3 м/с |
| Прибавка на градус | около 0,6 м/с |
| Вода, +20 °C | 1 482 м/с |
| Сталь | 5 900 м/с |
| Сред в справочнике | 17 |
| Первое измерение | 1636 год |
| Звуковой барьер пройден | 1947 год |
Как пользоваться
- Для воздуха задайте температуру: она меняет скорость сильнее всего.
- Метры в секунду, километры в час и время прохождения километра.
- Введите скорость объекта — калькулятор покажет, какая это доля от скорости звука.
- Задержка между вспышкой и громом даёт расстояние до грозы.
Частые вопросы
Сколько скорость звука в км/ч и м/с
В воздухе при 20 °C — 343 м/с, или 1235 км/ч. При 15 °C, как в стандартной атмосфере, — 340 м/с и 1225 км/ч, при 0 °C — 331 м/с и 1193 км/ч. На высоте 11 км, где около −56 °C, звук идёт со скоростью 295 м/с, это 1062 км/ч. Для своей температуры и среды впишите значения в калькулятор выше.
Почему скорость звука зависит от температуры
Звук передаётся столкновениями молекул. С нагревом молекулы движутся быстрее, возмущение передаётся быстрее, и скорость растёт. Для воздуха связь описывается формулой c = 331,3 · √(1 + t/273,15) м/с, где t — температура в градусах Цельсия. Вблизи комнатных значений это почти прямая: каждый градус добавляет около 0,6 м/с.
Зависит ли скорость звука от давления и высоты
От давления сама по себе почти нет: в формуле стоит температура. Но с высотой воздух холоднее, поэтому звук замедляется: у земли при 15 °C это 340 м/с, на высоте 10 километров при −50 °C — около 299 м/с. Именно из-за этого число Маха у самолёта на эшелоне достигается на меньшей путевой скорости.
Почему в воде и металле звук быстрее, чем в воздухе
Скорость зависит от упругости среды и её плотности: c = √(K/ρ). Вода плотнее воздуха примерно в 800 раз, но её модуль упругости больше в десятки тысяч раз, и звук разгоняется до 1 482 м/с. В стали жёсткость ещё выше — около 5 900 м/с в объёме материала. Поэтому приложенное к рельсу ухо слышит поезд раньше.
Как посчитать расстояние до грозы
Свет доходит мгновенно, звук идёт со своей скоростью. Засеките секунды между вспышкой и раскатом и умножьте на скорость звука: три секунды при +20 °C дают чуть больше километра. Простое правило «секунды делить на три» даёт расстояние в километрах с погрешностью около двух процентов.
Что такое число Маха
Это отношение скорости объекта к скорости звука в той же среде при той же температуре. Мах 1 — скорость звука, Мах 2 — вдвое быстрее. Единица названа в честь Эрнста Маха, изучавшего сверхзвуковые ударные волны в 1880-х годах. Из-за зависимости от температуры одна и та же путевая скорость на разной высоте даёт разное число Маха.
Что происходит при переходе звукового барьера
Волны давления перестают убегать вперёд от объекта и складываются в ударную волну — конус, который слышен на земле как хлопок. Первым в управляемом полёте барьер преодолел Чак Йегер 14 октября 1947 года на самолёте Bell X-1. Хлопок сопровождает объект всё время сверхзвукового полёта и слышен внизу по мере того, как конус ударной волны проходит над наблюдателем.
Влияет ли влажность воздуха
Влияет слабо. Водяной пар легче азота и кислорода, поэтому влажный воздух чуть менее плотный и звук в нём быстрее: при +20 °C переход от сухого воздуха к стопроцентной влажности добавляет около 0,7 м/с, то есть примерно два десятых процента. Ветер сдвигает результат заметнее.
Спросите нейросети об инструменте
Похожие инструменты
Км/ч, м/с, мили в час, футы в секунду, узлы и число Маха; таблица частых скоростей и время на 100 км.
ОткрытьКалькулятор децибелОтношение в дБ и обратно по амплитуде и мощности, сумма нескольких источников, спад с расстоянием и шкала громкости.
ОткрытьРасстояние до молнииСекундомер грозы: нажмите при вспышке и при громе — километры до удара с поправкой на температуру, журнал замеров и скорость, с которой гроза приближается или уходит.
ОткрытьКоличество теплотыQ при нагревании, плавлении, кипении и сгорании топлива с таблицами из учебника 8 класса, цепочка «лёд → пар» с графиком, решение с «Дано» и ответом.
ОткрытьВес на Луне и планетахВаш вес на 16 телах Солнечной системы по данным NASA: Луна, Марс, Юпитер, спутники и Плутон, высота прыжка и время падения с метра.
ОткрытьАзбука для детейГоворящая азбука для детей: 33 буквы с картинками и словами, озвучка, гласные и согласные цветом, автопоказ и плакат с алфавитом для печати.
ОткрытьЕщё инструменты для математики
Проценты и пропорции, дроби, степени и корни, логарифмы, НОД и НОК, уравнения, средние и разброс, площади фигур — в разделе 82 инструмента.