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    音の速さに温度は関係している?

    速さに温度は関係していますか?

    音の速さ

    これは昨日,PHI中1から出た質問です。

    は秒速340mと覚えている人も多いと思いますが,
    実は気温によって音速は変わるんですよね。

    どうなるかといいますと,は温度が高くなると速く伝わります。
    とはいっても,

    音速(m/秒)=331.5+0.6×気温(℃)

    この式なので1℃につき0.6mしか速くなりませんので,
    日常生活でわかるレベルではありまえんが(笑)



    しかしよくこのような事を疑問に思ったものです。
    とりあえずヒントだけ与えて考えてみるように促してみました。
    しかし自分で考えさせるにはちょっと難しい問題なので,簡単にイメージでお話ししましょう。



    まず音というのは,縦波で伝わるものです。
    ドミノ倒しみたいに,押されたらその勢いが前に前にと伝わっていく感じです。

    そのため,固いものに関しては押されるとその勢いが速く前まで伝わります。
    木や金属,水中で音が速く伝わるのはこのためです。

    「水って固いの?」

    と思うかも知れませんが,小学生の実験でやっている通り,水は縮みません。
    押されるとその力はすぐに向こうへ抜けていきます。


    ところが空気は押すと縮んでしまいます。
    つまり,音の前を押すエネルギーが逃げやすい。
    だから密度が高くなればなるほどわしゃわしゃっと動いてしまって伝わるのが遅れます。

    それに対して気温が高くなってくると,膨張して密度が小さくなります。
    こうなるとすき間が確保されやすくなるので,玉突きが起こりやすくなります。
    結果,音は速く伝わるというわけです。


    厳密には密度や圧力,弾性率などが絡んでくるものなのでもっと複雑なんですけどね(笑)

    子供の質問って教えている範囲だけじゃ説明しきれない事も多いですが,
    とても本質的な疑問を持っていたりして面白いですよね。
    教科書通りではなく,色々な視点から物事を考えられると勉強がとても楽しくなります。
    教え込む勉強ではなく,色々自分なりに考える勉強を大切にしていきたいですね(^^)



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