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超音波センサについて
はじめまして超音波センサで331.5+0.6t(m/s)という公式があります。そしてtは温度なのですが、なぜ温度によって超音波の距離が変わるか教えてもらえますか?お願いします。
- puttyo
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「超音波」と言えども所詮「音」ですので、その媒体である空気の密度によって伝わる速度(音速)が変化するのはsesameさんの回答の通りですが、ちょっと気になる点が、 >なぜ温度によって超音波の距離が変わるか教えてもらえますか? 記入ミスかもしれませんが、puttyoさんは「距離」と書いていますが変化するの、単位(m/s)を見ても御分かりの様に「速度」ですのでご確認下さい。
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- siegmund
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補足です. sesame さんの書かれているとおり, > 気体中の音速度は「絶対温度の平方根に比例して増加する」 のですが,これがなぜ 331.5+0.6t(m/s)になるのかちょっと触れておきましょう. 絶対温度をTとしまして,音速がTの平方根に比例するなら (1) v = a√T と書けます.aは定数です. 0℃(絶対温度で T0 = 273 [K])の時の音速を v0 と書くことにして, (2) v0 = a√(T0) = 331.5 [m/s] です. さて,摂氏の温度をtと書きますと,T = T0 + t ですから (3) v = a√(T0)×√(T/T0) = a√(T0)×√{(T0+t)/T0} です. 後の平方根因子は (4) √{(T0+t)/T0} = √{1 + (t/T0)} ≒ 1 + (1/2)(t/T0) ですから,結局 (5) v = v0×{1 + (1/2)(t/T0)} = v0 + (1/2)(v0/T0)t です. 上の v0,T0 の値から (6) (1/2)(v0/T0) = 0.61 [m/(s・℃)] であることはすぐわかります. 音波は気の圧縮と膨張の繰り返しですから, aの値(およびT依存性も)は空気の圧縮に関する性質で決まります. 圧力には非常に鈍感です.
お礼
有難うございました。
- sesame
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気体中の音速度は「絶対温度の平方根に比例して増加する」性質があるからです。 331.5m/sは1気圧、0℃のときの音速度です。
お礼
参考になりました。ありがとうございました。
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