音速とマッハ数の計算
空気中の音速は気温によって変わります。気温を入れて音速を計算するほか、水中や固体の中など、自分で調べた音速を使って計算することもできます。物体の速さを入れると、マッハ数(音速の何倍か)もわかります。1気圧・気温15度のときの音速とマッハ数も出します。
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
計算方法
空気中 音速 = 331.5 + 0.6 × 気温(m/s)
例:気温15℃のとき、音速は331.5+0.6×15=340.5m/sです。気温0℃なら331.5m/sで、気温が1℃上がるごとに0.6m/sずつ速くなります。
水中・固体中 音は、空気より水の中、水よりかたい固体の中のほうが速く伝わることが知られています。ただし物質によって音速は大きく変わるため、このツールでは、調べた音速の数字を自分で入れて計算します(理科年表などの資料で確認してください)。
マッハ数 物体の速さが音速の何倍かを表す数で、マッハ数 = 物体の速さ ÷ 音速で求めます。
式の意味を説明します。音は空気の分子が押し合って伝わります。気温が高いと分子の動きが速くなるため、音も速く伝わります。その関係を直線で近似したのが、331.5に気温の0.6倍を足す式です。だから気温が1℃上がるごとに0.6m/sずつ速くなります。マッハ数は、物体の速さを音速で割った値です。
例:気温22.5℃なら、331.5+0.6×22.5で345m/s、時速では1,242km/hになります。気温15℃なら340.5m/sです。
気をつけること。この式は空気中のもので、水中や固体中では使えません。湿度が高いと音速はわずかに速くなりますが、この式には入っていません。気圧の影響はほとんどありません。高い空では気温が低いため、音速も遅くなります。
よくある質問
空気中の音速の求め方は?
331.5+0.6×気温(℃)です。気温15℃なら約340.5m/sです。
気温が高いと音速はどうなる?
速くなります。気温が1℃上がるごとに、音速は0.6m/sずつ速くなります。
水中や金属の中の音速はどこで調べる?
理科年表など、信頼できる資料で確認してください。物質によって音速は大きく異なります。
マッハ数とは?
物体の速さが音速の何倍かを表す数です。マッハ1は音速と同じ速さのことです。
気温0℃のときの音速は?
331.5m/sです。これが空気中の音速を求める式の基準になる値です。