音の速さの計算：アルケーを知りたい(397)

今回の話題は（A）物理学。

▼今回は、空中を伝わる音の速さを計算する方法の確認。

▼中学総合的研究理科：「0℃で1気圧の乾燥した空気中を音が伝わる速さは331.5ｍ/sである。温度が1℃上がるごとに0.6ｍ/ｓずつ速くなる」
実際は、音の発生源から人間までの間が同じ温度とは限らないので、温度差ないものという条件の下で計算する。

▼親子で学ぶ科学図鑑：超音速 Supersonic motion「音は空気中をおよそ秒速343m（20℃）で進みますが、物体がこれより速く進めば音波を追い越してしまいます」

▼雷が光ってから音がするまでの時間差から雷までの距離を計算するプログラムを作るとしましょう。すると次のようになる。
自分から雷までの距離 kｍ ＝（ ぴかっと光って音が鳴るまでの時間 s × 331.5 m/s ）/ 1,000
ただし、大気の温度は高度に関係なく一律0℃とし、湿度も一定、気圧は1気圧とする。

▼今日の人物：超音速の単位をマッハという。その元になったエルンスト・マッハさん。
Wenzel Mach, 1838年2月18日、オーストリア帝国のモラヴィア生まれ - 1916年2月19日、ドイツのハールで死去（78歳）。ウィーン大学で博士（物理学）。超音速を研究し、1886（48）衝撃波の写真撮影に世界で初めて成功した。マッハ数Maは、流体の相対速度Uを音速aで割って求める。

〔参考〕
有山智雄et al.『中学総合的研究　理科[四訂版]』旺文社。
DK,  Help Your Kids with Science: A Unique Step-by-Step Visual Guide, New York, Dorling and Kindersley, 2012.
キャロル・ヴォーダマンほか著、渡辺滋人・北川玲訳『親子で学ぶ科学図鑑：基礎からわかるビジュアルガイド』2013年、創元社。

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