Ljudhastigheten i vacuum

av **Svante** » 2006-12-09 20:52

phloam skrev:Edit: Men hur låter ljud i _mörk_ materia då? Mer goth då eller?

Jag har en jobbarkompis som undersökte det, men jag har inte hört av honom sen dess. Eller var det i svarta hål? Jag minns inte.

av **IngOehman** » 2006-12-09 21:38

Svante skrev:Alltså, nu ska jag ge mig in på marker som jag egentligen inte behärskar. Allt baseras på det jag behärskar någorlunda, dvs ljud i luft.

Ljudets hastighet i vakuum är 345 m/s.

Det är ju så, att ljudhastigheten definieras (jajustdet) som c=sqrt(gamma*p0/rho0) där gamma =1,4 för diatomära gaser, p0 är det statiska trycket och rho0 är medeldensiteten.

Eftersom p0 är proportionell mot rho0 om temperaturen är konstant, så är ljudhastigheten konstant, dvs oberoende av trycket.

Det betyder att om man tager sig en mängd luft, och skickar ljud genom den så kommer ljudet att gå som den brukar med ungefär 345 m/s.

En kul grej i sammanhanget är att väldigt starka ljud faktiskt påverkar temeraturen, på grund av att tempereturen per definition är högre när varje molekyls hastighet är samma, men tätheten ökat mellan dem - alltså vid högra tryck. Man kan förklara det som att "temperaturen" är det bombardemang som en given yta utsätts för.

Nåväl, det lustiga är alltså att i en framåtskridande ljudvåg så är det lite varmare när ljudtrycket är som högst, medan det är kallare i undertycken.

Eftersom ljud går snabbare när det är varmt så distorderar faktiskt ljud alltmera ju längre det gått i luften. Övertrycken försöker nämligen "köra ikapp" undertrycken.

I takt med att ljudet går framåt i luften så minskar dock ljudtrycket (i samtliga fall utan perfekt planvåg), så till slut växer denna sorts distorsion väldigt sakta.

Konsekvensen av detta är faktiskt att högtalare som skall kunna spela väldigt starkt med rimlig distorsion bör ha stor membranarea, ty då undslipper man de extrema ljudtrycken som gör att "distorsionssträckan" ut i luften blir lång.
(Den geometiska distorsion (som kan beskrivas av att 1,1/1 inte = 1,0/0,9) dominerar dock i praktiken nästan alltid.)

Hursomhelst - distorsionfenomenet ger upphov till en speciell sorts kvadratisk term vars yttring kallas slagvågor.

Vh, iö

- - - - -

PS. Utgår man ifrån en volym med luft i, och sedan tar bort luften (utan att tillföra en massa ny energi för att sätta fart på de allra som sista luftmolekylerna) så blir det definitionsmsässigt förbaskat kallt när man närmar sig vakuum - och när det blir det faller ljudhastigheten faktiskt dramatiskt!

Skulle därför vilja föreslå att ljudhastigheten i vakuum är i närheten av 0 m/s.

PPS. Lyckas vi ta bort varendaste gasmolekyl så får vi för övrigt inte veta om vi hade rätt, men bli det några molekyler kvar så kommer de med tiden att få mer och mer fart (för de kommer att stjäla termisk energi från sin vibrerande omgivning - läs; temperatur från kärlet som omger vakuumet, om det är rumstempererat) och till sist är vi uppe i dryga 340 m/s igen!

av **lilltroll** » 2006-12-10 23:58

Den där frisbeen som Chriser har tagit med i bagaget som ska slå nytt rekord, längs tid flygande i luften, kommer nog också sätta nytt rekord på frisbeehastighet i förhållande till jordytan.

Om man nu byggde en apparat som satte samma fart på en frebee som Christers frisbee har nu (i förhållande till jordytan) och slungade ut den vid marknivå, hur skulle förloppet se ut. Skulle den stanna innan den brann upp, och hur skulle det låta för en betraktare som tittar på.

Fråga 2: Hur mycket tyngre i gram har Christer nu blivit i rymdfärgan så som vi på jorden upplever honom? Jag syftar på hans massa, förutsatta att vi här på jorden mäter/betraktar samma atomer på marken som nu.

av **rikkitikkitavi** » 2006-12-11 11:31

frisbeen skulle bromsas upp omedelbart vid färden genom luften, men uppbromsningen och det faktum att den bildar en luftkudde av komprimeras luft upphettad till några tusen K framför sig gör att frisbeen omedelbart förgasas och gaserna brinner upp direkt.

eller rättare sagt, om den accelerars i luften kommer den inte ens upp i samma hastighet innan den är förintad.

Om frisbeen väger 100 gram, och den har en hastighet på ca 8000 m/s (give or take hur fort Fuglesang orkar kasta den

har den en kinetisk energi på 3.2 MJ, dvs ungefär som ett kg dynamit. Den energimängden frigörs.

Det roliga är att om frisbeen är gjord av polyeten frigörs ungeför lika mycket energi i förbränningsvärme , ca 40 MJ/kg som den kinetiska energi. Det skulle antagligen ta några millisekunder för den förgasade frisbeen att blanda sig med luften omkring.

Om man tänkre sig en robust maskin som accelererar frisbeen skulle det alltså vara som att placera en sprängladdning innuti denna maskin när frisbeen "kastas".

av **phon** » 2006-12-11 14:07

Är det 8000 m/s ? Har ingen koll tydligen, trodde dom var lite lägre ner.

Alltså, ljudhastigheten i vacuum är 8000 m/s, men det gäller bara fågelsång, och just nu.

av **IngOehman** » 2006-12-13 05:05

Jag förstår inte vad som menas.

Det är väl inte vakuum i varken skytteln eller på rymdstationen.

Eller menar du att det finns ljud i dem, och att det ljudet färdas
genom rymdens vakuum med en himla sprutt?

Vh, iö

av **rikkitikkitavi** » 2006-12-13 10:07

IngOehman skrev:Jag förstår inte vad som menas.

Det är väl inte vakuum i varken skytteln eller på rymdstationen.

Eller menar du att det finns ljud i dem, och att det ljudet färdas
genom rymdens vakuum med en himla sprutt?

Vh, iö

jag tänkte efter lite nu:

Man fryser inte ihjäl i vacuum, man dör av syrebrist först (syret i blodet försvinner via lungalveolerna pga det låga trycket)

Du tappar medvetandet efter ca 10-15 s när de extremt syrefattiga blodet når hjärnan så jag tror inte man kan skrika i rymden ändå.

Slutsats: man kan varken skrika eller höra ljud i vaccum, man svimmar innan dess

/rickard

(i motsats till allmän uppfattning exploderar man inte i vacuum, men lungorna kan skadas)

av **phon** » 2006-12-13 10:19

IngOehman skrev:Jag förstår inte vad som menas.

Det är väl inte vakuum i varken skytteln eller på rymdstationen.

Eller menar du att det finns ljud i dem, och att det ljudet färdas
genom rymdens vakuum med en himla sprutt?

Vh, iö

Nu skall vi inte hemfalla åt sådana där små detaljfunderingar.

Ljudmolekylerna består alltså av självaste fågelsången, som just nu färdas runt vårt klot med en hastighet av 8000m/s.

Dessa ljudmolekyler påverkas då förhoppningsvis av gravitationen så att de inte försvinner längs tangenten.

I natt var inte fågelsången ens inne i stationen utan seglade omkring fritt i sitt vacuum, ja sånär som på en liten rymddräkt mellan själva sången och vacuumet då.

Blev de' nå' klarare? :roll:

av **Svante** » 2006-12-13 10:46

rikkitikkitavi skrev:jag tänkte efter lite nu:

Man fryser inte ihjäl i vacuum, man dör av syrebrist först (syret i blodet försvinner via lungalveolerna pga det låga trycket)

Du tappar medvetandet efter ca 10-15 s när de extremt syrefattiga blodet når hjärnan så jag tror inte man kan skrika i rymden ändå.

Slutsats: man kan varken skrika eller höra ljud i vaccum, man svimmar innan dess

/rickard

(i motsats till allmän uppfattning exploderar man inte i vacuum, men lungorna kan skadas)

...har du provat? :lol:

Alltså, vatten kokar i vakuum. Den mängd luft man har i lungorna lär åka ut med en attans sprutt, och säkert kan stämbanden börja röra sig då, så nog blir det skrik.

av **rikkitikkitavi** » 2006-12-13 11:40

inte jag, men nasa...finns fall där astronauter har av misstag exponerats för fullt vacuum (eller någon mbar) , de har överlevt. Man har testat med försöksdjur. Bara inte de exponeras så länge att de dör av syrebristen (går väldigt mycket fortare än i tex vatten pga syret lämnr blodet) , två minuter tycks vara gränsen, så piggnar de till igen bara man höjer lufttrycket.

faktum är att trycket är så lågt att vattens ångtryck vid detta tryck motsvarar en kokpunkt på under 0C , så man blir frystorkad. Så det är sant att vätskan i kroppen kokar, men det är inte så att man exploderar som en ballong, kroppens vävnader är starkare än så. Kroppensvävnader ger ett "mottryck" eftersom de inte ger efter vilket gör att det inte bildas så mycket gasbubblor men visst sväller man.

Troligaste är att man snabbt förlorar vätska via lungorna pga de avdunstar här och man torkar ut, men innan dess är man död av syrebristen.

kolla lite på "space activity suit" nästa generations rymddräkt.
Kroppen är innesluten i en "kroppsstrumpa" av fibermaterial, så i princip är man exponerad för vaccum via porerna i materialet (väven). Man utnyttjar att huden faktiskt är väldigt lufttät...skulle dräkten punkteras dekomprimeras man inte heller.

/rickard

av **christopher** » 2007-01-18 15:45

Måste bara göra ett lite inlägg

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/sound.html

Och det att ljuden färdas med 345m/s i luft beror ju på vilken temperatur luften har, eller alternativt på vilken höjd du befiner dig vid.

av **phon** » 2007-01-18 16:44

Det verkar inte gälla för molekylärt ljud.

av **IngOehman** » 2007-01-18 19:10

phon skrev:
IngOehman skrev:Jag förstår inte vad som menas.

Det är väl inte vakuum i varken skytteln eller på rymdstationen.

Eller menar du att det finns ljud i dem, och att det ljudet färdas
genom rymdens vakuum med en himla sprutt?

Vh, iö

Nu skall vi inte hemfalla åt sådana där små detaljfunderingar.

Ljudmolekylerna består alltså av självaste fågelsången, som just nu färdas runt vårt klot med en hastighet av 8000m/s.

Visst sirru, men hur snabbt snurrar den västra spiralarmen runt vintergatan då - och hur fort störtar vintergatan fram genom universum...

Det är inte så givet vad f'nått man skall ta spärn mot när man anger en hastighet så där ute i rymden.

Det är klart lättare när man är nere på jordytan, eftersom nästan allting i ens omgivning rör sig lika (utan när det stormar illa då förstås) då, så att man uppfattar att det står stilla.

Vh, iö

av **rikkitikkitavi** » 2007-01-18 19:29

det har ju Einstein redan bevisat :

finns inga absoluta referenspunkter i universum , det var det du menade IngOehman?

Man måste alltså alltid vara noga med att ange referenspunkten...

för övrig beror rotationshastigheten i meter per sekund på vilken breddgrad man befinner sig ... 8000 m/s är flykthastigheten.
alltså färdas fågelsången med olika hastighet beroende på var på jorden den befinner sig.

jorden har en omloppshastighet på ca 30 km/s runt solen,
solsystemet snurrar med ca 200 km/s runt vintergatans centrum (siffror tagna ur minnet), vintergatans hastighet gentemot en fiktiv punkt vette tusan

/rickard

av **phon** » 2007-01-18 19:36

IngOehman skrev:
Visst sirru, men hur snabbt snurrar den västra spiralarmen runt vintergatan då - och hur fort störtar vintergatan fram genom universum...

Det är inte så givet vad f'nått man skall ta spärn mot när man anger en hastighet så där ute i rymden.

Det är klart lättare när man är nere på jordytan, eftersom nästan allting i ens omgivning rör sig lika (utan när det stormar illa då förstås) då, så att man uppfattar att det står stilla.

Vh, iö

Västra spiralarmen? Menar du den som är väster om .... centralspjärnet? :wink:

av **IngOehman** » 2007-01-19 01:18

Som vi ser vintergatan här frn jorden är det ju liksom bara en vit gata över natthimlen.

Fint förvisso - men för att lättera förstå hur den ser ut, galaxen vår, har duktiga astronomer gjort bilder (INTE tagit bilder! :wink:

) på hur den ser ut i axiell riktning. När man ritar en sådan så måste man väja något som skall vara upp och något som skall vara ned.

Jag tror att vi befinner oss i en spiralarm som brukar hamna till vänter på en sådan bild, och eftersom bilden är en sorts karta och sådana brukar ha väderstreck, så tro jag att man därför brukar kalla den för den västra spiralarmen.

Men det är inte otänkbart att det är något jag drömt bara...

Vh, iö

av **NNord** » 2007-01-19 02:07

"västra spiralarmen", det är Liftarens guide till galaxen det :wink:

av **mapem** » 2007-01-19 08:16

Ge mig en fast punkt och jag ska rubba jorden.

Sa han i badkaret.

av **phon** » 2007-01-19 10:03

Konstigt egentligen, det är ju helt olika våghastighet i snö och mjölk.

Eller, det kanske det inte är om man tar med temperaturen i beräkningen, samt packar snön.

Hmmm, det är kanske mer som is och mjölk, och givet temperaturen blir det nog rätt lika egentligen.

Man kan sanda den ena och hälla O´boy i den andra.

av **paa** » 2007-01-19 10:56

phon skrev:Konstigt egentligen, det är ju helt olika våghastighet i snö och mjölk.

Eller, det kanske det inte är om man tar med temperaturen i beräkningen, samt packar snön.

Hmmm, det är kanske mer som is och mjölk, och givet temperaturen blir det nog rätt lika egentligen.

Man kan sanda den ena och hälla O´boy i den andra.

Är det milky way du pratar om?

av **phon** » 2007-01-19 17:26

Prexis!

av **IngOehman** » 2007-01-19 19:10

NNord skrev:"västra spiralarmen", det är Liftarens guide till galaxen det

Jo, det vet jag förstås (texten "...en liten gudsförgäten blågrön planet i västra spiralarmen..." eller något liknande ("gul sol", "bakvattnet" och "aldrig kartlagda" ringer också i huvudet. Attan att boken är utlånad!

) stod det väl.

Men kommer det där med västra spiralarmen verkligen inte någonstans ifrån dessförinnan?

Kan det månna vara så, att Douglas Adams är upphovsmannen?

Coolt isåfall.

Vh, iö

av **BengtO** » 2007-01-19 20:36

Vill inte vara en glädjedödare eller så men på vilket sätt kan vi ha nytta av denna forskning om ljud i vakuum till vardags när vi pysslar med ljud hemma?

av **n3mmr** » 2007-01-19 21:13

BengtO skrev:Vill inte vara en glädjedödare eller så men på vilket sätt kan vi ha nytta av denna forskning om ljud i vakuum till vardags när vi pysslar med ljud hemma?

Om det plötsligt skulle bli vacuum därhemma??

av **rikkitikkitavi** » 2007-01-20 02:21

du menar att sannolikheten att alla molekylerna i luften i ditt lyssningsrum skulle samlas i en hörna

/rickard

av **Svante** » 2007-01-20 02:29

BengtO skrev:Vill inte vara en glädjedödare eller så men på vilket sätt kan vi ha nytta av denna forskning om ljud i vakuum till vardags när vi pysslar med ljud hemma?

Hmm... Kanske om man hör röster inuti huvudet?

av **soundbrigade** » 2007-01-20 10:41

IngOehman skrev:Kan det månna vara så, att Douglas Adams är upphovsmannen?

Coolt isåfall.

Vh, iö

Jag har radioteatern som MP3 - 6 eller 7 delar. Helskönt/Helsjukt.
Det fanns ett dataspel (för C64??) en gång i tiden också.

av **IngOehman** » 2007-01-26 13:29

Jag har den på kassett!

En sak som inte så många vet, är att radiopjäsen faktiskt är originalet (på engelska då förstås) - inte boken! Först kom radiopjäsen, sen kom boken, och därefter kom BBC's TV-serie!

Och sist kom den så pass kassa långfilmen att man nog gör klokast i att skippa helt.

Jag får känslan att den har gjorts av någon som aldrig fattade vad det var som var så bra med radiopjäsen/boken. De som producerade BBC's TV-serie fattade dock.

Vh, iö

av **Rookie** » 2007-01-26 13:51

TV-serien är grym. Min storasyrra har den.

av **soundbrigade** » 2007-01-27 19:57

IngOehman skrev:Jag får känslan att den har gjorts av någon som aldrig fattade vad det var som var så bra med radiopjäsen/boken. De som producerade BBC's TV-serie fattade dock.

Vh, iö

Man märker att böckerna är skrivna som en radioteater medan decakrböckerna - Dirk Gentle's Holistic Detective Agency - är skrivna på en Mac. Språken skiljer så otroligt mycket och år så typiskt teaterna slapstick resp ordbehandlarens finslipade skämt.