Velocidades de Ondas

Las velocidades de propagación de las ondas de propagación son características del medio sobre el que se propaga, y generalmente no depende de otras características de onda tales como la frecuencia, el período y la amplitud. La velocidad del sonido en el aire y otros gases, líquidos, y sólidos se puede predecir de su densidad, y de las propiedades elásticas del medio (módulo de compresibilidad). En un medio de volumen, la velocidad de la onda toma la forma general

Esta relación funciona bastante bien para el agua con los valores tabulados:

Esto concuerda bien con la velocidad del sonido medida en el agua, 1482 m/s, a 20°C. La situación con los sólidos es considerablemente más complicada, con distintas velocidades de onda en distintas direcciones, en distintos tipos de geometrías, y con diferencias entre las ondas transversales y las longitudinales.

Por ejemplo, un valor general tabulado para el módulo de compresibilidad del acero, da una velocidad del sonido para el acero estructural de

Considerando este valor calculado como un promedio y comparándolo con el del acero inoxidable del ejemplo tabulado, muestra una amplia variación con las velocidades de las ondas longitudinales y transversales.

Velocidad del Sonido en Líquidos

Seleccionadas Velocidades del Sonido en Materiales

• V_l = velocidad de onda longitudinal plana en el material
• V_s = velocidad de onda transversal plana (shear)
• V_ext = velocidad de onda longitudil (extensional) en varilla fina

Temperatura por la Velocidad del Sonido

La velocidad del sonido en los líquidos depende de la temperatura. Esto es útil en el seguimiento de la temperatura de los océanos y otras grandes masas de agua debido a que, los pulsos de sonido de baja frecuencia, pueden viajar miles de kilómetros a través del océano, y continuar siendo detectados. El tiempo transversal del pulso puede medirse con una red de estaciones, lo cual a su vez, proporcionan los cambios en la temperatura del agua por donde transcurre el sonido. Cuando se compara con los cambios predichos por los modelos climáticos, esto puede dar alguna indicación de si está ocurriendo el calentamiento global por el efecto invernadero.

Los experimentos del océano son capaces de mostrar variaciones de temperatura en un intervalo de centésimas de grados. Los experimentos bajo la capa de hielo del polo norte indicaron medio grado de calentamiento en 10 años. Se han retrasado experimentos a gran escala entre California y Hawai, por una evaluación de posibles daños a la vida marina.