Berapa Kecepatan Suara dan Bagaimana Mereka Menemukannya?

Selama bertahun-tahun, para filsuf bertanya, 'jika sebatang pohon tumbang di hutan dan tidak ada seorang pun di sana yang mendengarnya, apakah itu mengeluarkan suara?' Para ilmuwan menjawab pertanyaan itu dan terus mencari tahu seberapa cepat suara itu merambat. Menghitung kecepatan itu tidak sesederhana kelihatannya. Berbeda dengan kecepatan cahaya, kecepatan suara tidak konstan, dan variabel yang berbeda mengubah seberapa cepat perjalanannya. Para ilmuwan bertahan dan sekarang memahami bagaimana suara bekerja, apakah itu suara sopran atau pohon yang jatuh ke tanah.

Apa itu Suara?

Suara adalah energi yang diciptakan oleh getaran. Ketika objek bergetar, mereka menyebabkan partikel di sekitarnya bergetar, yang pada gilirannya menyebabkan lebih banyak partikel bergetar. Ini adalah gelombang suara. Misalnya, jika pohon jatuh ke tanah, getaran yang disebabkan oleh pendaratannya menciptakan gelombang suara. Gelombang suara terus berlanjut sampai kehabisan energi dan jika ada telinga dalam jangkauan gelombang, itu memang bisa didengar.

reddit headset gaming pc terbaik

Berapa Kecepatan Suara?

Ketika berbicara tentang kecepatan suara, kebanyakan orang mengacu pada kecepatan gelombang suara yang merambat di udara. Pada suhu 68 derajat Fahrenheit, di lingkungan yang kering, kecepatan suara sekitar 767 mil per jam. Perubahan kecepatan dalam suhu yang berbeda dan juga bervariasi tergantung pada gas yang ada di udara.

Hukum String

Pada abad ke-6 SM, filsuf, matematikawan dan pemain kecapi, Pythagoras, menghabiskan waktu menyelidiki cara kerja suara. Legenda mengatakan bahwa karyanya pada suara terinspirasi dengan melihat cara palu berukuran berbeda menciptakan nada yang berbeda di toko pandai besi. Kemungkinan besar eksperimen dengan panjang senar kecapi menginspirasi penemuannya bahwa frekuensi berbanding terbalik dengan panjang senar. Ini dikenal sebagai hukum string pertama dan merupakan beberapa karya rekaman pertama tentang gelombang suara.

Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton adalah orang pertama yang mempublikasikan kecepatan suara. Berdiri di barisan tiang di Trinity College, Newton bertepuk tangan dan mengukur berapa lama suara itu bergema kembali ke telinganya. Tanpa alat ukur modern, ia mengandalkan bandul untuk mengukur waktu. Angkanya, yang diterbitkan di Principia Mathematica, turun sekitar 15 persen. Rumus yang dikembangkan Newton dikembangkan oleh Pierre-Simon Laplace dan dikenal sebagai Persamaan Newton-Laplace.

Mengukur Kecepatan Suara dengan Tembakan

Pada awal 1700-an, Pendeta William Durham melakukan eksperimen untuk mengukur kecepatan suara. Saat dia berdiri di menara dengan teleskop, asistennya menembakkan senjata ke sejumlah landmark lokal. Durham mengamati kilatan tembakan dan menggunakan pendulum untuk mengukur berapa lama dia mendengar suara itu. Karena dia mengetahui jarak yang terlibat, kecepatan suara dapat dihitung dan dianggap sebagai perkiraan paling awal yang cukup akurat.

Mengukur Kecepatan Suara dengan Tabung Kundt

August Kundt menemukan tabung Kundt pada tahun 1866. Alat ini terdiri dari tabung transparan yang berisi sedikit bubuk halus. Ketika suara dibuat di salah satu ujung tabung, bubuk digerakkan oleh gelombang suara. Ini mengendap pada interval jarak yang sama di dalam tabung, tergantung pada panjang gelombang. Mengukur jarak antara tumpukan bubuk memungkinkan kecepatan suara dihitung. Mengisi tabung Kundt dengan gas yang berbeda memungkinkan kecepatan suara diukur dalam media yang berbeda.

Mengukur Kecepatan Suara dengan Mikrofon

Cara paling sederhana untuk mengukur kecepatan suara saat ini adalah dengan menggunakan dua mikrofon. Konsep dasarnya sama dengan senapan Durham, tetapi stopwatch dan alat perekam cepat memungkinkan jarak yang lebih pendek antara sumber suara dan alat pengukur. Suaranya juga bisa lebih lembut dari ledakan senapan.

Efek Ketinggian

Suhu memiliki efek terbesar pada kecepatan suara. Dalam gas ideal apa pun, dengan komposisi konstan, kecepatan suara hanya bergantung pada suhu. Suara melambat saat suhu turun, yang berarti gelombang suara bergerak lebih lambat di ketinggian yang lebih tinggi. Inilah sebabnya mengapa kecepatan umum suara diukur di permukaan laut dan didasarkan pada suhu tertentu.

cara terlihat bagus di 50 wanita

Suara dalam Zat yang Berbeda

Karena suara diciptakan oleh getaran partikel, itu membutuhkan media untuk bergerak. Ini berarti bahwa tidak ada suara dalam ruang hampa, tetapi juga berarti bahwa suara dapat bergerak melalui zat selain udara. Faktanya, suara bergerak paling lambat melalui gas. Ia bergerak lebih dari empat kali lebih cepat dalam air dan 15 kali lebih cepat melalui besi.

Menembus Penghalang Suara

Meskipun para insinyur penerbangan awal percaya bahwa kecepatan suara adalah penghalang yang tidak mungkin dilampaui, benda-benda buatan manusia pertama kali memecahkannya berabad-abad yang lalu. Retakan yang terdengar dari bullwhip adalah ledakan sonik, dan bahkan peluru awal melaju lebih cepat dari kecepatan suara. Chuck Yaeger menjadi orang pertama yang terbang lebih cepat daripada suara dalam penerbangan tingkat pada tahun 1947. Pada tahun 2012, Felix Baumgartner menjadi orang pertama yang melakukan perjalanan lebih cepat daripada suara tanpa kendaraan ketika ia terjun payung dari ketinggian 120.000 kaki.