音速

• 音速とは

　物質（媒質）中を伝わる音の速さのこと。
　物質の種類や状態（固体、液体、気体）、温度、気圧などによってその速さは異なる。
　国際標準大気（ISA）では海面上で気温15℃での音速は約340m/s（=1225km/h）
　1気圧中の音速の計算方法は、331.5+0.61t（tは摂氏温度）である。
　これは以下に示される気体中の音速の式の摂氏0度における接線をとった近似式である。

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• 気体中の音速

　気体において、音速は比熱比と気体定数、温度に依存する。
　κを気体の比熱比、Rを気体定数、Tを気体温度、Mを気体の平均分子量とすると、音速cは、
　c=SQR（κRT/M）
　と表される。
　気圧p[N/m2]と密度ρ[kg/m3]を用いて、
　c=SQR（κp/ρ）
　とも表せる。

• 固体中の音速

　固体においては、弾性率をMとすると、
　c=SQR（κM/ρ）
　となる。
　媒質としての固体が等方的で無限に広がっているとすると、固体中の音速は縦波のものと、横波のものが存在する。
　それぞれの音速は、縦波のものをc_l、横波のものをc_tとすると、
　c_l=SQR（E/ρ）c_t=SQR（G/ρ）
　となる。
　Eが縦波に対する弾性率、Gが剛性率である。

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• 音速の分類

　亜音速（サブソニック，subsonic speed）：マッハ数0.75以下
　遷音速（トランソニック，transonic speed）：マッハ数0.75〜1.25，ジェット旅客機は950〜1100km/hで巡航飛行する。
　超音速（スーパーソニック，supersonic speed）：マッハ数1.2〜5.0
　極超音速（ハイパーソニック，hypersonic speed）：マッハ数5.0以上

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参考：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%B3%E9%80%9F