Schallgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich Druckschwankungen wellenförmig ausbreiten. Sie hängt von der Temperatur, der Elastizität des Mediums und der Masse der Teilchen ab. In unterschiedlichen Materialien variiert die Schallgeschwindigkeit. Im Vakuum gibt es keine Schallgeschwindigkeit. Weißt du, ob Gasen eine niedrigere Schallgeschwindigkeit als Festkörper und Flüssigkeiten haben? Lerne heute!
- Schallgeschwindigkeit – Definition
- Schallgeschwindigkeit – Einflussfaktoren
- Schallgeschwindigkeit – Temperatur
- Schallgeschwindigkeit – Elastizität
- Schallgeschwindigkeit – Teilchenmasse
- Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Medien
- Schallgeschwindigkeit bestimmen
- Schallgeschwindigkeit in Gasen und Flüssigkeiten
- Schallgeschwindigkeit im Alltag
- Ausblick – das lernst du nach Schallgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien
- Zusammenfassung der Schallgeschwindigkeit
- Häufig gestellte Fragen zu Thema Schallgeschwindigkeit
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Lerntext zum Thema Schallgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien
Schallgeschwindigkeit – Definition
Bei Schall handelt es sich um Druckschwankungen, die sich wellenförmig ausbreiten. Deswegen spricht man auch von Schallwellen.
Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen, also Druckschwankungen, ausbreiten.
Sie bestimmt also, wie lange es dauert, bis ein Geräusch aus einer Schallquelle bei dir ankommt.
Solche Druckschwankungen können auf verschiedene Art und Weise entstehen: durch Zusammenstöße, ruckartige oder sich periodisch wiederholende Bewegungen (Schwingungen) – oder auch durch eine Temperaturänderung oder andere physikalische Phänomene, die Teilchen in Bewegung bringen.
Wusstest du schon?
Donner ist das Geräusch, das entsteht, wenn ein Blitz die Luft erhitzt! Ein Blitz kann die Luft auf unglaubliche $30\,000$ Grad Celsius aufheizen, was dazu führt, dass sich die Luft explosionsartig ausdehnt und das Donnergeräusch erzeugt. Das ist ungefähr fünf Mal heißer als die Oberfläche der Sonne – innerhalb kürzester Zeit! Kein Wunder also, dass Donner so laut ist.
Schallgeschwindigkeit – Einflussfaktoren
Wie groß die Schallgeschwindigkeit in einer konkreten Situation ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab.
Kennst du das?
Hast du auch schon einmal bei einem Feuerwerk zuerst den Lichtblitz gesehen und dann den Knall gehört? Das passiert, weil die Schallgeschwindigkeit viel langsamer ist als die Lichtgeschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit ist so hoch, dass wir das Licht fast sofort sehen, während der Schall etwa $343$ Meter pro Sekunde zurücklegt.
Das Wissen über die Schallgeschwindigkeit hilft dir, die Verzögerung zwischen Sehen und Hören besser zu verstehen.
Schallgeschwindigkeit – Temperatur
Einer dieser Faktoren ist die Temperatur: Wird ein Medium, zum Beispiel Luft, erwärmt, bewegen sich die einzelnen Luftteilchen schneller. Sie können dann die Schallschwingung schneller an andere Teilchen weitergeben, und die Schallgeschwindigkeit wird größer. Der allgemeine Zusammenhang zwischen Schallgeschwindigkeit und Temperatur für Luft lautet also:
Je höher die Temperatur, desto schneller der Schall. Deswegen wird die Schallgeschwindigkeit in Luft auch immer zusammen mit einer Temperatur angegeben.
Temperatur in $^\circ\text{C}$ | Schallgeschwindigkeit in Luft in $\frac{\text{m}}{\text{s}}$ | Schallgeschwindigkeit in Luft in $\frac{\text{km}}{\text{h}}$ |
---|---|---|
$50$ | $361$ | $1\,300$ |
$30$ | $349$ | $1\,256$ |
$20$ | $343$ | $1\,235$ |
$0$ | $332$ | $1\,195$ |
${-}20$ | $319$ | $1\,148$ |
${-}30$ | $313$ | $1\,127$ |
${-}50$ | $300$ | $1\,080$ |
Im Temperaturbereich zwischen $-20~^\circ\text{C}<\vartheta<40~^\circ\text{C}$ lässt sich die Schallgeschwindigkeit in Luft mit folgender Formel in guter Näherung berechnen:
$c_\text{Luft}=\left(331{,}5+0{,}6\,\frac{\vartheta}{^\circ\text{C}}\right)\frac{\text{m}}{\text{s}}$
Schallgeschwindigkeit – Elastizität
Eine weitere Einflussgröße bei Festkörpern ist die Elastizität des Mediums. Schall breitet sich in Festkörpern nämlich etwas anders aus, als beispielsweise in Luft, weil die Teilchen sich nicht völlig frei bewegen können. Das können wir leicht verstehen, wenn wir uns die Wechselwirkung der Teilchen wie im folgenden Bild vorstellen.
Die Teilchen werden hier durch Kugeln repräsentiert, die durch Schraubenfedern verbunden sind. Eine Schallwelle wäre in diesem Modell eine Auslenkung der Kugeln, die zu einer Streckung und Stauchung der Federn führt. Zu Beginn wirkt eine Kraft auf die äußerste Kugel (4), und staucht so die Feder zwischen den Kugeln (3) und (4). Die gestauchte Feder will sich aber wieder auf ihre ursprüngliche Länge ausdehnen, und beschleunigt dabei Kugel (4) nach rechts und Kugel (3) nach links, die wiederum die Feder zwischen (2) und (3) staucht. So wandert die Schallwelle von rechts nach links.
Je höher die Elastizität der Schraubenfedern, umso größer ist auch die Schallgeschwindigkeit. Deshalb ist auch in Materialien mit höherer Elastizität die Schallgeschwindigkeit größer. Allgemein ist die Schallgeschwindigkeit in Festkörpern und Flüssigkeiten größer als in Gasen. Das liegt daran, dass dort die Teilchen stärker gekoppelt sind, also die Wechselwirkung größer ist.
Schallgeschwindigkeit – Teilchenmasse
Insbesondere in Gasen hängt die Schallgeschwindigkeit auch von der Masse der Teilchen ab. Je leichter die Teilchen sind, desto weniger Energie wird benötigt, um sie in Bewegung zu versetzen. So kann sich die Schallwelle schneller ausbreiten. Ein sehr bekanntes Beispiel ist der Vergleich zwischen Luft und Helium. Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff, die beide etwa die 3,5-fache Masse von Helium haben. Deswegen ist die Schallgeschwindigkeit bei $20 \text{°C}$ in Helium etwa dreimal schneller als in Luft. Die höhere Geschwindigkeit führt auch zu der sehr hohen und piepsigen Stimme, die man durch das Einatmen von Helium bekommt.
Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Medien
Der Betrag der Schallgeschwindigkeit ist abhängig vom Medium, also dem Material, in dem sich der Schall ausbreitet. In der folgenden Tabelle kannst du sehen, dass sich der Schall in festen Materialien, zum Beispiel Eisen, wesentlich schneller ausbreitet als in Luft.
Medium | Schallgeschwindigkeit in $\frac{\text{m}}{\text{s}}$ bei $20\,^\circ\text{C}$ | Schallgeschwindigkeit in $\frac{\text{km}}{\text{h}}$ bei $20\,^\circ\text{C}$ |
---|---|---|
Schallgeschwindigkeit Luft | $343$ | $1\,235$ |
Schallgeschwindigkeit Helium | $981$ | $3\,532$ |
Schallgeschwindigkeit Wasser | $1\,484$ | $5\,342$ |
Schallgeschwindigkeit Eisen | $5\,170$ | $18\,612$ |
Schallgeschwindigkeit Stahl | $5\,850$ | $21\,060$ |
Schallgeschwindigkeit Glas | $4\,000$ bis $5\,500$ | $14\,400$ bis $19\,800$ |
Schallgeschwindigkeit bestimmen
Eine einfache experimentelle Bestimmung der Schallgeschwindigkeit funktioniert über eine Laufzeitbestimmung, also die Bestimmung der Zeit $t_\text{Lauf}$, die ein Schallsignal für das Zurücklegen einer bestimmten Strecke $s$ benötigt. Sie ergibt sich dann mit der Formel:
$c_\text{Schall}=\dfrac{s}{t_\text{Lauf}}$
Wusstest du schon?
Schon im 17. Jahrhundert wurde die Schallgeschwindigkeit mit Kanonen gemessen. Dabei wurde die Zeit zwischen dem Sehen des Mündungsfeuers und dem Hören des Knalls gemessen.
Man erhielt dabei Werte im Bereich von $300\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$.
Die Idee, das Mündungsfeuer als Startsignal zu nehmen, funktioniert deshalb so gut, weil die Geschwindigkeit des Lichts um so viel größer ist als die des Schalls, dass sie bei Entfernungen auf der Erde vernachlässigt werden kann.
Schallgeschwindigkeit in Gasen und Flüssigkeiten
In Flüssigkeiten und Gasen breitet sich der Schall ausschließlich als Longitudinalwelle ausbreitet, d. h. Schwingungsrichtung und Ausbreitungsrichtung sind gleich.
Die Schallgeschwindigkeit lässt sich unter diesen Umständen mithilfe der Dichte $\varrho$ und einer Konstante $K$ ausrechnen, die angibt, wie stark der Stoff bei einem bestimmten Druck $p$ sein Volumen verändert, dem sogenannten adiabatischen Kompressionsmodul.
Dabei gilt:
$c_\text{Schall}=\sqrt{\dfrac{K}{\varrho}}$
Schallgeschwindigkeit im idealen Gas
Mit dem Modell des idealen Gases, das unter Normalbedingungen reale Gase gut beschreibt, lässt sich das adiabatische Kompressionsmodul leicht ausrechnen, wenn man die herrschende Dichte und den Adiabatenexponenten $\varkappa$ kennt, der mit den Freiheitsgraden $f$ der beteiligten Gasteilchen zusammenhängt.
Es gilt: $K=\varkappa \cdot p$
Dabei ist in guter Näherung $\varkappa=\dfrac{f+2}{f}$
EIn einatomiges Gas, zum Beispiel ein Edelgas, hat $f=3$ Freiheitsgerade – es kann sich in alle drei Raumrichtungen bewegen. Ein zweiatomiges Gas wie Stickstoff $\left( \text{N}_{2} \right)$ oder Sauerstoff $\left(\text{O}_{2} \right)$, dessen Molekül einer Hantel gleicht, hat $f=5$ Freiheitsgrade – die drei Raumrichtungen sowie zwei Drehbewegungen senkrecht zur Achse. Außerdem lassen sich die Druck und Dichte eines idealen Gases mithilfe der Allgemeinen Gasgleichung und der molaren Masse $M$ des Gases berechnen. Dazu benötigen wir die universale Gaskonstante $R$, das Molvolumen $V_\text{mol}$ und seine absolute Temperatur $T$.
Es gilt die Dichtedefintion des idealen Gases
$\varrho=\dfrac{M}{V_\text{mol}}$
und die Allgemeine Gasgleichung für ein Mol
$p\,V_\text{mol}=R\,T$
Für den Quotienten aus $p$ und $\varrho$ ergibt sich dann:
$\dfrac{p}{\varrho}=\dfrac{\left(\frac{R\,T}{~V_\text{mol}}\right)}{\left(\frac{M}{~V_\text{mol}}\right)}=\dfrac{R\,T}{M}$
Damit können wir die Schallgeschwindigkeit in Luft berechnen.
Die allgemeine Gaskonstante ist $R=8{,}3145\,\frac{\text{J}}{\text{mol}\cdot \text{K}}$.
Die molare Masse von können wir leicht in guter Näherung ausrechnen, wenn wir uns auf die Hauptbestandteile der Luft, Stickstoff und Sauerstoff, beschränken und berücksichtigen, dass der Stickstoffanteil etwa $78\,\%$ und der Sauerstoffanteil etwa $21\,\%$ ist. Die molare Masse von molekularem Stickstoff ist $M_\text{Stickstoff}=28\,\frac{\text{g}}{\text{mol}}$, die von molekularem Sauerstoff
$M_\text{Luft} \approx 0{,}78 \cdot 28\,\frac{\text{g}}{\text{mol}} + 0{,}21 \cdot 32\,\frac{\text{g}}{\text{mol}} = 28{,}56\,\frac{\text{g}}{\text{mol}} = 0{,}02856\,\frac{\text{kg}}{\text{mol}}$
Beide Gase, aus denen Luft hauptsächlich besteht, haben $f=5$ Freiheitsgerade. Wir betrachten Luft bei einer Temperatur von $\vartheta=20\,^\circ \text{C}$.
Dann ist die absolute Temperatur $T=(273{,}15 + 20)~\text{K}=293{,}15~\text{K}$.
Es gilt also:
$c_\text{Schall}=\sqrt{\dfrac{K}{\varrho}}=\sqrt{\dfrac{\varkappa \, \cdot \, p}{\varrho}}=\sqrt{\varkappa \cdot \dfrac{R\,T}{M}}=\sqrt{\dfrac{f+2}{f} \cdot \dfrac{R\,T}{M}}$
$c_\text{Schall}=\sqrt{\dfrac{5+2}{5} \cdot \dfrac{8{,}3145\,\frac{\text{J}}{\text{mol}\cdot \text{K}} \, \cdot \, 293{,}15~\text{K}}{0{,}02856\,\frac{\text{kg}}{\text{mol}}}} \approx 346\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$
Dies ist zwar nicht genau der Wert, der gemessen wird, aber er wurde ja auch mit starken Vereinfachungen und unter Vernachlässigung anderer Luftanteile, wie z. B. der Luftfeuchtigkeit, ermittelt.
Schallgeschwindigkeit im Alltag
Wenn wir im Alltag von Schallgeschwindigkeit sprechen, meinen wir damit üblicherweise die Schallgeschwindigkeit in Luft. Neben Druckwellen bei Explosionen können sich sogar einige von Menschen gebaute Objekte schneller bewegen als die Schallgeschwindigkeit – Flugzeuge zum Beispiel. Die Concorde, eine französisch-britische Passagiermaschine, erreichte schon im Jahr 1962 mit $2\,405\,\frac{\text{km}}{\text{h}}$ mehr als doppelte Schallgeschwindigkeit!
Schallgeschwindigkeit – Gewitter
Es gibt ein schönes Alltagsbeispiel, in dem du dein Wissen über die Schallgeschwindigkeit in der Luft nutzen kannst. Wenn ein Gewitter aufzieht, ist es gut zu wissen, wie weit es noch entfernt ist. Wenn es in weiter Entfernung blitzt, seht ihr den Blitz sofort, weil das Licht sich extrem schnell ausbreitet. Der Schall braucht in Luft allerdings eine ganze Weile, bis er dich erreicht, weil er nur etwa $343$ Meter pro Sekunde zurücklegt.
Wenn du also die Sekunden zwischen Blitz und Donner zählst, kannst du die Entfernung mithilfe der Schallgeschwindigkeit berechnen. Näherungsweise kannst du die Sekunden durch drei teilen, und erhältst so die ungefähre Entfernung in Kilometern.
Schlaue Idee
Wenn du bei einem Gewitter die Zeit zwischen Blitz und Donner zählst, kannst du die Entfernung zum Blitz berechnen. Jede Sekunde entspricht etwa $343$ Metern, da so schnell Schall in der Luft reist. Alle drei Sekunden legt das Donnergeräusch also etwa einen Kilometer zurück.
Schallgeschwindigkeit Vakuum
Vielleicht hast du schon einmal einen Science-Fiction-Film gesehen, der im Weltraum spielt, und dich gefragt: „Wie hoch ist die Schallgeschwindigkeit im Vakuum?“. Die Antwort ist einfach: Im Vakuum gibt es keinen Schall, also auch keine Schallgeschwindigkeit. Du hast heute schon gelernt, dass Schallwellen Druckschwankungen sind, die sich in einem Medium ausbreiten. Im Vakuum gibt es aber keine Teilchen, und deswegen kann es auch keine Schallwellen geben und man kann im Weltall keine Schallgeschwindigkeit messen. Wenn man im Weltall ohne Helm überleben könnte, würde man also nichts hören. Wenn du also das nächste Mal einen Science-Fiction-Film siehst, in dem es im Weltall bei Explosionen laut knallt, kannst du deinen Eltern sagen, dass das in Wahrheit gar nicht sein kann.
Ausblick – das lernst du nach Schallgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien
Erkunde als nächstes den Dopplereffekt. Schau dir außerdem die Erzeugung und Ausbreitung von Schall, Reflexion und Beugung sowie das Thema Mechanische Schwingungen an und erhalte spannende Einblicke, wie Schall erzeugt und wahrgenommen wird. Mach dich bereit für eine akustische Reise durch die Physik!
Zusammenfassung der Schallgeschwindigkeit
- Bei Schall handelt es sich um Druckschwankungen, die sich wellenförmig ausbreiten. Deswegen spricht man auch von Schallwellen.
- Die Schallgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich diese Druckschwankungen ausbreiten. Sie bestimmt also, wie lange es dauert, bis ein Geräusch aus einer Schallquelle bei dir ankommt.
- Experimentell lässt sich die Schallgeschwindigkeit mithilfe einer Laufzeitbestimmung ermitteln: $c_\text{Schall}=\dfrac{s}{t_\text{Lauf}}$
- In Flüssigkeiten und Gasen ist die Schallgeschwindigkeit abhängig vom adiabatischen Kompressionsmodul $K$ und der Dichte $\varrho$:
$c_\text{Schall}=\sqrt{\dfrac{K}{\varrho}}$ - Für ein ideales Gas der absoluten Temperatur $T$ und der molaren Masse $M$ mit $f$ Freiheitsgraden wird daraus dann:
$\sqrt{\dfrac{f+2}{f} \cdot \dfrac{R\,T}{M}}$
Dabei ist $R$ die allgemeine Gaskonstante.
Häufig gestellte Fragen zu Thema Schallgeschwindigkeit
Schallgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien Übung
-
Bestimme, in welchem Medium sich der Schall schneller oder langsamer ausbreitet.
TippsJe stärker die Bindung zwischen den Atomen wie z. B. bei Festkörpern, desto schneller der Schall in diesem Medium.
Ein Molekül von Öl ist schwerer als ein Wassermolekül.
Je schwerer das Molekül eines Mediums ist, desto schneller breitet sich der Schall in diesem Medium aus.
LösungDie Schallgeschwindigkeit in einem Stoff ist höher, wenn die Bindungen zwischen den einzelnen Molekülen darin stärker sind. Diese Bindungen sind umso stärker, je fester ein Stoff ist. In der Luft ist die Schallgeschwindigkeit deshalb geringer als in den beiden Flüssigkeiten und im Holz ist sie noch höher. Die unterschiedliche Schallgeschwindigkeit in Wasser und Öl bestimmt das Gewicht der einzelnen Moleküle. Weil die Moleküle des Öls schwerer sind als die Wassermoleküle, ist die Schallgeschwindigkeit im Wasser etwas höher.
-
Beschreibe die Schallausbreitung.
TippsJe stärker die Bindungen zwischen den Molekülen, desto fester ist ein Stoff.
Schall breitet sich durch die Schwingungen der Moleküle in einem Stoff aus.
LösungIn einem Medium pflanzt sich der Schall als Welle fort, indem die Moleküle des Mediums vor- und zurückschwingen. Deshalb wird die Schallgeschwindigkeit davon bestimmt, wie schnell die Schwingungen von Molekül zu Molekül weitergegeben werden. Je stärker die Bindungen zwischen den einzelnen Molekülen sind, desto stärker kann ein Molekül das nächste anstoßen. Deshalb ist der Schall in Gasen langsamer als in Flüssigkeiten und in Festkörpern am schnellsten.
Die Schallgeschwindigkeit ist zudem umso höher, je leichter die einzelnen Moleküle sind und weil sich die Moleküle in einem warmen Medium schneller bewegen als in einem kalten, ist dort auch der Schall schneller.
-
Werte die Aussagen zur Schallgeschwindigkeit aus.
TippsDie Nordsee hat einen deutlich höheren Salzgehalt als die Ostsee.
Salz im Wasser verstärkt die Bindungen zwischen den einzelnen Molekülen.
Zwischen den Atomen in einem Diamanten gibt es die stärksten Bindungen.
In einem Vakuum gibt es keine Moleküle.
LösungSchall breitet sich in einem Medium aus, indem er sich von einem Molekül zum nächsten fortpflanzt. Im Vakuum des Weltalls kann sich der Schall deshalb nicht fortpflanzen, da es dort keine Moleküle gibt. Die Schallgeschwindigkeit hängt besonders von der Stärke der Bindungen zwischen den Molekülen ab. Im Diamant gibt es die stärksten Bindungen, deshalb ist der Schall darin schneller als in allen anderen Stoffen.
Weil Salz die Bindungen zwischen Wassermolekülen verstärkt, ist der Schall in salzigem Wasser etwas schneller als in Süßwasser. In der salzigen Nordsee ist der Schall deshalb ebenfalls schneller als in der Ostsee, die weniger salzig ist. In festem Eis sind die Bindungen ebenfalls stärker als in flüssigem Wasser und damit ist auch der Schall schneller.
Weil auch eine höhere Temperatur die Schallgeschwindigkeit erhöht, ist der Schall in einer Sauna schneller als außerhalb.
-
Bestimme die Schallgeschwindigkeiten.
TippsKupferatome sind etwas schwerer als Eisenatome.
Welche Schallgeschwindigkeiten kennst du bereits?
Heliumatome sind etwas leichter als Luftmoleküle.
LösungDie Schallgeschwindigkeit von Luft liegt bei etwa 340 m/s bei 20°C. Weil Heliumatome etwas leichter sind als die Moleküle der Luft, ist die Schallgeschwindigkeit in Helium etwas höher und liegt bei 981 m/s.
Die Schallgeschwindigkeit in Wasser ist wiederum höher, weil die Verbindungen zwischen den Molekülen etwas stärker sind als in den Gasen. Sie liegt bei etwa 1500 m/s. Die Verbindungen zwischen den Atomen der Metalle sind wiederum stärker als in der Flüssigkeit, sodass die Schallgeschwindigkeiten ebenfalls höher sind. Weil aber die Eisenatome leichter sind, ist der Schall im Eisen am schnellsten. Die Schallgeschwindigkeit im Eisen ist 5170 m/s und im Kupfer 4660 m/s.
Im Diamant ist die Schallgeschwindigkeit mit 18000 m/s am größten.
-
Bestimme, wie weit das Gewitter entfernt ist.
TippsDas Licht eines Blitzes ist nahezu sofort über weite Entfernungen sichtbar.
Berechne, welchen Weg der Schall in dieser Zeit etwa zurücklegt.
LösungDer Schall legt in Luft etwa 340 Meter pro Sekunde zurück. In drei Sekunden reist der Schall demnach 1020 Meter weit, also etwa einen Kilometer.
-
Ermittle die fehlenden Größen.
TippsDer Schall benötigt jeweils die halbe Zeit für den Hin- und Rückweg. Für die Schallgeschwindigkeiten gilt:
- Wasser: $1500\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$
- Luft: $343\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$
Überlege auch anhand der Einheiten, wie du die gesuchten Größen bestimmen kannst.
Multipliziere die Schallgeschwindigkeit mit der Zeit, um die gesamte Strecke zu bestimmen.
Teile die Entfernung durch die Schallgeschwindigkeit, um die benötigte Zeit zu bestimmen.
LösungUnter Wasser bewegt sich der Schall mit einer Geschwindigkeit von $1500\ \frac{\text{m}}{\text{s}}$ fort. In den $124$ Sekunden legen die Rufe der Wale also folgende Strecke zurück:
$1500\ \frac{\text{m}}{\text{s}}\cdot 124\ \text{s}=186000\ \text{m}=186\ \text{km}$
In dieser Strecke sind der Hinweg und der Rückweg enthalten. Die Entfernung der Wale ist also genau die Hälfte und liegt bei $93$ Kilometer.
In der Luft benötigt der Schall für diese Entfernung folgende Zeit:
$\frac{93000\ \text{m}}{343\ \frac{\text{m}}{\text{s}}}=271 \text{s}$
Für den Hin- und Rückweg wären es demnach $542$ Sekunden.
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