衝撃、振動と音はどっちが速いですか？

質問

離れたところで大爆発がおきたとして、衝撃や振動と爆発音はどちらが速く届くんでしょうか？
教えてください。

回答No.2

ekitaigenzou · ベストアンサー

すこしそれますが，ご容赦を．

地面を伝わる波というと地震があげられますね．
地震の例で言うと．．．
　縦波
　横波
で速度が違います．
詳しくは，下記を見てください．
http://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/sec3.1.htm

音の速度は　300m/s (いわゆる音速)　約　時速1000km
弾性波は，約5000m/s

これらは，かなり大ざっぱに言って，
√(E/ρ)で表されます．
ρ：密度
E:ヤング率などの系のバネ乗数を代表するモノ．

ここでは，軽いモノほど速く，硬いモノほど速いというくらいに見てください．

しかし，世の中，面白いモノで，硬いモノというのはたいてい重いのです．
結果としてこの速度√(E/ρ)というのは，材料によりあまり変化せず，
鉄やプラスチック，アルミなど結構違いそうですが，3km/s～5km/sぐらいです．
プラスチックと鉄があまり違わないと言うのは面白いと思いませんか？

固体の場合，そう言うわけで，あまり変わらずなにかの衝撃が固体を
つたわる速度は3km/s～5km/sぐらいになりますか．
どなたか，全然違うという例を知っている方教えてください．

音波の場合は気体ですので，遅くなってしまうのですね．

同じ音波でも，水中ではもっと速いはずです．
数字は忘れました．下記を参考にしてください．
http://homepage2.nifty.com/captain-z/publicity/academy/studies/weapons/sonic.htm

もちろん，光がダントツに速いです．300,000km/sです．

それでは．

お礼

ご回答ありがとうございます。
振動は音よりも速いということですね。
参考になりました。

回答No.3

doya

衝撃波（爆発音）と地中の振動、どちらが早く伝達するかというお話ですね？

音波は媒質中を伝わる弾性波です。音は音波による聴覚的現象です。音波には縦波と横波があり、空気中を伝わる音波は縦波しか存在しません。他の方の回答の通り、横波よりも縦波の方が媒質中の伝搬速度は大きいです。
空気中の音速は、音速ｃ（m/s）＝331.5+0.6*t　（t：摂氏温度℃）で計算され、15℃時の340m/sを用いることが一般的です。

様々な媒質中の音速を示すサイトがありました。
●媒質中の音速
http://ha2.seikyou.ne.jp/home/Kiyoshi.Shiraishi/lec/soundspeed.html
更に縦波、横波（地震波）についての参考サイトです。
●熱い岩石の星・地球
http://georoom.hp.infoseek.co.jp/3litho/14earthquake.htm

実際には媒質の状態（種類）による減衰により、単純な計算通りの時間差にはならないと思います。

さらに爆発音＝衝撃波は、超音速で飛ぶ航空機のソニックブームが有名ですが、下記サイトが見つかりました。

●科学と技術の諸相
http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/qa_a29.htm

爆発の場合でも、同様に空気中の一部分の強い圧縮があると思いますので、衝撃波は音波より若干速く伝搬するのかもしれません。まぁ近似値でしょうけど。

参考URL：

http://ha2.seikyou.ne.jp/home/Kiyoshi.Shiraishi/lec/soundspeed.html

お礼

ご回答ありがとうございます。
とても勉強になりました。

回答No.1

behemoth

爆発音も空気を媒体にした衝撃（振動）なのでは？
例えば大太鼓の前に点火したろうそくを置いて太鼓をたたくと掻き消えてしまうでしょう。それと同じです。

よって、衝撃といっしょに音が聞こえると思います。（地響きのような衝撃は空気ではなく地面ですから、当然速度はことなります）
振動と爆発の映像では光ですから映像の方が早いんですけどね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
よくわかりました。
たしかに衝撃は空気を媒体にして伝わるのでおとと同じような気がします。
振動は媒体が地面なので少し違うような気もしまが、そこらへんはどうなんでしょうか？